Fe3O4改性壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

为提高壳聚糖吸附性能,采用化学交联法制备Fe₃O₄改性壳聚糖,研究其对水中Cr(VI)的吸附去除。采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱表征改性壳聚糖,考察Fe₃O₄、戊二醛用量和超声破碎时间对改性壳聚糖吸附能力的影响,探究适宜的吸附条件,并对其吸附热力学进行分析。结果表明：改性后的壳聚糖表面褶皱、粗糙,可见大量Fe₃O₄颗粒;当Fe₃O₄用量为0.25g/g、2.5%戊二醛用量为25mL/g、超声破碎5min时,制备的Fe₃O₄改性壳聚糖在溶液pH值为4时对Cr(VI)的吸附性能较佳,去除率为57.37%;改性壳聚糖对Cr(VI)的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附过程自发吸热。     

大孔吸附树脂分离纯化稻壳总黄酮的研究

以对稻壳黄酮的吸附率、解吸率为指标,考察了5种大孔吸附树脂对稻壳中总黄酮的分离纯化性能,筛选出最佳的大孔吸附树脂,分析了原液pH、浓度和树脂用量对静态吸附的影响以及解吸液浓度对静态解吸的影响.实验结果表明,大孔吸附树脂AB-8对稻壳总黄酮有很好的吸附和解吸性能,并确定了合适的吸附解吸条件:原始溶液pH值为5.0;吸附液浓度为1.929 mg/mL时,树脂用量与吸附液量比(g·mL-1)为1:40;平衡浓度达0.388 5 mg/mL时,即树脂已达到吸附饱和,饱和吸附量为46.19 mg/g干树脂;乙醇解吸液体积分数为50%.     

高温固相法合成尖晶石型Li4Ti5O12及其性能研究

以Li₂CO₃ 和TiO₂ 为原料,以乙醇为分散剂,采用高温固相方法合成Li₄Ti₅O₁₂锂离子电池负极材 料,利用XRD、SEM 和电化学测试等方法对合成材料的结构、形貌以及电化学性能进行了表征。系统考察了热处理 温度对Li₄Ti₅O₁₂负极材料结构及电化学性能的影响,同时也研究了锂的投料量对Li₄Ti₅O₁₂电化学性能的影响。在 1.0~2.2V(vs.Li/Li ⁺ )范围内,以0.1mA/cm² 的电流密度对最佳工艺条件下合成的Li₄Ti₅O₁₂负极材料进行了恒 电流充放电测试。其首次放电比容量为167mAh/g,经过30周充放电循环后放电比容量几乎没有衰减,表现出较 大的初始放电比容量和良好的循环性能。     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO /Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO /Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g^-1,而且rGO /Fe₃O₄复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。     

铁镍电池负极材料NiS包覆改性研究

首先以FeSO₄为铁源、SnSO₄为锡源,通过溶胶凝胶法在825℃下煅烧制备含Sn的Fe₃O₄粉末,然后采用沉淀法在Fe₃O₄粉末上包覆NiS,制备得到Fe₃O₄@NiS负极材料,研究NiS用量、包覆温度及NiS加入方式等对电池性能的影响。结果表明：当NiS用量为10%时,相较于共混加入方式,以沉淀包覆方式制得负极材料的循环性能和电化学性能均有明显提升;当NiS包覆量降低为3%、常温包覆时制得的负极材料性能最好,30次循环后比容量为504mAh/g,电池的析氢和阻抗相较于其他条件均有明显降低。     

β沸石的微波合成及吸附行为

以粗孔硅胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,四乙基氢氧化铵为模板剂,采用微波辐射方法合成了β沸石,利用氨氮吸附静态实验、电镜扫描、X衍射谱图分析及化学成分分析方法探讨合成样品结构对沸石吸附性能的影响。结果表明,微波辐射法最佳合成条件为:H2O和SiO2的摩尔比为2.5,辐射温度为140℃,辐射时间为60 min。微波辐射法合成的各种β沸石的吸附容量不同,最高为47.53 mg/g,最低仅为12.28 mg/g。微波合成条件是影响β沸石结构和饱和吸附容量的主要因素。微波合成沸石的相对结晶度越高饱和吸附容量越高,其中相对结晶100%的β沸石最高。结构松散的β沸石吸附容量相对较高。     

CuCr2O4催化剂形貌特征与其SCR脱硝性能的关系

分别制备形貌为多面体状、颗粒状、球状的尖晶石型CuCr₂O₄催化剂,测试对比不同形貌CuCr₂O₄催化剂的SCR脱硝性能. 结果表明,多面体状CuCr₂O₄的催化活性最好,且在157 ℃时脱硝效率达到50%,在225~320 ℃脱硝效率超过99%,具有良好的抗硫、抗水性能. 脱硝活性由大到小依次为多面体状CuCr₂O₄、颗粒状CuCr₂O₄、球状CuCr₂O₄. 采用表征技术分析微观形貌对CuCr₂O₄脱硝性能的影响. N₂吸附-脱附结果显示,多面体状CuCr₂O₄具有最大的比表面积(25.5 m²/g)和最大的孔容积(0.154 cm³/g);X射线光电子能谱(XPS)结果显示,多面体状CuCr₂O₄相较于其他形貌拥有更高比例的表面活性氧(49.5%)和Cu⁺(16.2%);NH₃-程序升温脱附(NH₃-TPD)结果显示,多面体状CuCr₂O₄拥有最高表面酸浓度(0.12 mmol/g)及酸强度;H₂-程序升温还原(H₂-TPR)结果显示,多面体状CuCr₂O₄表面活性物种最易还原且数量最多(3.69 mmol/g),使得SCR反应在低温段更易进行. 多面体状CuCr₂O₄的高表面酸性与氧化还原性,使其具有良好的脱硝性能.     

α-Fe2O3(001)及其掺杂表面吸附As2O3机制的密度泛函理论

为提高催化剂抗砷能力,采用密度泛函理论（DFT）方法研究As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面的吸附行为以及掺杂Mo、Mn、Ni对α-Fe₂O₃（001）表面As₂O₃吸附行为的影响。建立As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面吸附模型和Mo、Mn、Ni掺杂的吸附模型,计算As₂O₃在催化剂表面的吸附能,分析成键态密度以及掺杂前后的As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面的电荷布局。结果表明：这4种体系均发生电子转移,Mo掺杂活化了As₂O₃分子,使得As₂O₃倾向于吸附在Mo活性位点上,保护了Fe活性位点,...     

高比容量Li2ZnTi3O8@C⁃N负极材料储锂性能研究

以盐酸多巴胺为N、C源,高温固相法合成N掺杂C包覆Li₂ZnTi₃O₈@C?N负极材料。在合成过程中发现,部分Ti⁴⁺被还原为Ti³⁺,达到了包覆和掺杂共同改性的目的。该方法有利于提高离子扩散系数和降低电荷转移电阻。在电流密度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 A/g时,Li₂ZnTi₃O₈@C?N?2的放电比容量分别超过240.0、220.0、210.0、200.0、190.0、180.0 mA?h/g。还研究了N掺杂C包覆Li₂ZnTi₃O₈复合材料的低温电化学性能。结果表明,0 ℃时该样品的放电比容量远高于未改性的Li₂ZnTi₃O₈负极材料;电流密度为0.2 A/g时的首次放电比容量为262.5 mA?h/g,循环300次后放电比容量为241.7 mA?h/g;在电流密度为1.0 A/g、循环300次后放电比容量依然有147.4 mA?h/g。     

等离子体辅助制备的Co3O4光催化甲苯净化性能研究

等离子体改性是提高催化材料性能的有效途径。利用水热法合成了Co₂(OH)₂CO₃前驱体，通过氧气低温等离子体技术，制备了表面改性的Co₃O₄催化剂(Co₃O₄-P)，并对其进行了XRD、O₂-TPD、H₂-TPR、SEM、TEM、XPS、FTIR、Raman和UV-Vis等表征。结果表明，等离子体处理可以降低Co₃O₄中Co元素的平均价态，在其表面形成更多的缺陷点位，降低Co₃O₄的Co-O键能，增强其低温还原性能；在全太阳光谱的光强为776 mW/cm²、反应空速为30 000 mL/(g·h)、甲苯质量分数为500μg/g的测试条件下，Co₃O₄-P的甲苯降解率为100.0%,其值约为通过焙烧法制备的Co₃O     

Mg⁃Al⁃LDH对塔河沥青质及其亚组分的吸附研究

采用pH恒定共沉淀法合成了双金属氢氧化物Mg?Al?LDH,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及BET等手段对其微观形貌、结构和组成进行表征。结果表明,成功制备出具有层状结构且有序程度较高的LDHs,其孔径属于介孔范畴。采用甲苯?正庚烷法将塔河沥青质（T_A）分离成重组分(A₁)和轻组分(A₂),并对其进行元素分析,得知A₁的极性最大,其次依次为T_A和A₂。进一步考察了Mg?Al?LDH对塔河沥青质及其亚组分A₁、A₂的吸附性能,研究发现Mg?Al?LDH对T_A及其亚组分A₁、A₂的吸附可在2~3 h达到平衡,实验数据与准二级动力学拟合较好,所得吸附等温线符合Langmuir模型,Mg?Al?LDH对T_A及其亚组分A₁、A₂的吸附量分别为71.38、140.65、39.31 mg/g。     

水热法制备3D rGO/Co3O4-x复合材料及超电容性能研究

利用一步水热合成法,以氧化石墨烯(GO)和六水合硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)为实验原料,简易制备了含氧空位的3D还原氧化石墨烯/四氧化三钴(3D rGO/Co₃O_4-x)复合电极材料.通过扫描电镜、透射电镜观察,Co₃O_4-x呈线状或球状均匀分布在多孔网络结构的3D rGO上,表明了3D rGO/Co₃O_4-x复合材料的成功制备.在2 mV/s的扫描速率下,基于Co₃O_4-x质量比电容为635.7 F/g.将复合电极材料组装成对称型超级电容器,在功率密度为100 W/kg时,得到的能量密度为10.6 Wh/kg.经过10 000次电化学循环后的电容保持率为98.15%.对称型超级电容器优异的电化学性能归因于石墨烯高的比表面积、良好的多孔性以及Co₃O_4-x与石墨烯之间的协同效应.     

Cu和Sn改性多壁碳纳米管对VOCs气体的吸附

采用溶胶?凝胶法对多壁碳纳米管进行改性,使SnO₂与MWCNTs复合并掺杂Cu离子。通过SEM、XRD、FTIR对样品M、M+Cu、M+Sn和M+Sn+Cu进行表征,分析其表面微观结构,用静态吸附法测量了不同样品对VOCs的饱和吸附量,并分别从VOCs质量浓度、温度影响等方面进行了分析。结果表明,4种吸附剂样品的饱和吸附量与VOCs质量浓度和温度呈线性相关,且二者数值越大,饱和吸附量越小;在常温（25 ℃）常压下,MWCNTs对VOCs气体的吸附量几乎为0,样品M+Cu的饱和吸附量略小于样品M+Sn,样品M+Sn+Cu的吸附效果最佳,约为M+Sn的2倍,可达37.4 mg/g。     

AA-MA-IPEG共聚物中羧基密度对其吸附性能影响

采用低温APS-SHS氧化还原引发体系,在不同酸醚比条件下,合成出一系列具有不同羧基密度的AA-MAIPEG共聚物PC_1、PC_2和PC_3,并通过红外(FT-IR)、紫外(UV)、凝胶渗透色谱(GPC)进行了分子结构表征及性能测试。研究了共聚物中羧基密度对其在水泥颗粒表面吸附性能的影响,结果表明,在共聚物饱和折固掺量的条件下,静态吸附达到平衡的时间分别为30min、20min和15min,其初始吸附量分别为1.1mg/g、2.4mg/g和3.2mg/g,此外PC_1、PC_2和PC_3的平衡吸附量分别为4.6mg/g、4.3mg/g和3.6mg/g。这一结果很好地揭示了共聚物分子结构中羧基含量对其在水泥颗粒表面的吸附规律,从而通过其吸附性能的反馈对分子结构中阴离子锚合基团进行调整,为合成高性能聚羧酸类分散剂在分子结构设计上提供指导意义。     

硅胶负载氧化锆的吸附除氟研究

用静态吸附法研究了硅胶负载氧化锆的吸附除氟性能,考察了溶液pH、吸附剂投加量、初始浓度以及不同温度和不同初始浓度下吸附时间对吸附的影响.结果表明,溶液pH对吸附有很大影响,最大吸附的pH值为3~4.吸附速率可用拟二级动力学方程描述,200 min内可达到吸附平衡.吸附等温线符合Langmuir方程,计算的吸附平衡常数为1.31 L/mg,饱和吸附量为7.46 mg/g,表明该吸附剂对氟有较大的亲和力和高的饱和吸附量.     

一种改性β-环糊精的三元共聚物阻垢性能研究

以β-环糊精(β-CD)、马来酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SS)为单体,以过硫酸盐为引发剂,通过溶液聚合方法合成了共聚物阻垢剂(β-CD-MA-SS)。在静态试验条件下评价了其对碳酸钙垢的阻垢性能,考察了共聚物投加量、Ca2+浓度、HCO-3浓度、pH值、反应温度和时间对阻垢率的影响。结果表明:β-CD-MA-SS共聚物具有很好的阻碳酸钙垢性能,共聚物投加量为40mg/L时,阻垢率达到95.04%,适合低硬度、低碱度循环冷却水。     

活性炭对双吡唑模拟废水的选择性吸附及其再生

采用活性炭吸附法处理实验室条件下制备的双吡唑模拟废水,并对吸附饱和的活性炭进行芬顿氧化法再生。结果表明,在投加1 g/L活性炭,调节pH=1.5,常温下反应60 min时废水化学需氧量去除率为88.3%,双吡唑去除率为98.0%。活性炭对双吡唑的吸附行为符合二级动力学,而乙醇和正丁醇对活性炭吸附双吡唑无影响。对吸附饱和的活性炭进行处理,在投加0.3 g FeSO₄·7H₂O,6 mL H₂O₂,调节pH=3,常温下反应30 min时,活性炭再生效率可达68.25%。通过SEM扫描电镜对再生的活性炭进行表征,表明孔隙堵塞影响活性炭再生效率。活性炭能有效处理双吡唑模拟废水且具有很好的吸附选择性,芬顿氧化法可再生活性炭,实现活性炭循环利用。     

离子交换纤维动态吸附和解吸桑叶多糖的研究

在动态条件下,用强碱性阴离子交换纤维分离纯化桑叶中的多糖,分别研究了流速、pH值、上柱液体积和浓度对多糖动态吸附和解吸的影响,并计算了动态吸附活化能.结果表明：在初始质量浓度为0.38 mg/mL,pH=6,体积为30 mL,流速为0.5 mL/m in的条件下,交换纤维对多糖的吸附效果最佳,吸附活化能为37.45 kJ/mol,饱和吸附量为232.22 mg/g;而使用体积分数为60%的乙醇溶液为解吸剂,pH=1,解吸剂体积与纤维床体积比例为5时,解吸效果较好.实验结果表明用离子交换纤维提取纯化多糖的方法可行.     

纳米Co3O4的制备及其臭氧辅助下对乙醇的气敏性能

以CoOCl₂·6H₂O为钴源,NaOH为沉降剂,通过水热法制备出Co₃O₄纳米粉末,并以Co₃O₄纳米粉末为敏感材料制作了旁热式气敏元件。X射线衍射和透射电子显微镜表征显示Co₃O₄纳米粉晶粒平均粒径15.6 nm。气敏测试结果表明元件在80 ℃、臭氧质量浓度为4.280×10^-8 g/mL的条件下,对2.009×10^-7 g/mL乙醇的灵敏度达到29,而空气中时元件对乙醇的灵敏度仅为4,O₃的加入提高了Co₃O₄气敏元件在80 ℃的灵敏度,并将对乙醇气敏的最佳工作温度由100 ℃降低至80 ℃,实现了Co₃O₄在低温下（80 ℃）的气敏性能检测。     

Fe3O4/CuCo2S4复合物活化过硫酸一氢盐对有机染料的去除作用

采用水热法制备了Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合催化剂,利用SEM、XRD、EDS对0.25-Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合材料的表面形貌和结构进行表征,研究了复合催化剂活化PMS降解染料废水的效能。实验结果显示,在室温条件下,加入200 mg/L PMS、125 mg/L催化剂,20 mg/L RhB在40 min内去除率达到99.5%。自由基淬灭实验表明,Fe₃O₄/CuCo₂S₄活化PMS产生的羟基自由基、硫酸根自由基和单线态氧等活性物质均参与了RhB降解过程。回收实验表明,4次循环使用后RhB的降解率仍能达到94.2%,表明Fe₃O₄/CuCo₂S₄复合催化剂具有良好的可重复利用性和优异的催化活性,易于回收。Fe₃