多孔球形羟基磷灰石的制备及其药物控释性能的研究

研究了多孔球形羟基磷灰石生物材料的制备及其对药物的控释性能。采用微乳液法先制得多孔球形碳酸钙,并以此为模板与磷酸氢二钠在一定条件下反应制备出多孔球形羟基磷灰石,通过X射线衍射,扫描电子显微镜等手段对制备的羟基磷灰石的组成和形貌进行了表征,并以硫酸庆大霉素为模型药物,研究了多孔球形羟基磷灰石对庆大霉素的体外释放规律。结果表明制备的多孔球形羟基磷灰石直径约10μm,粒度均匀,分散良好,且对庆大霉素的载药率为18.0%,包封率为46.0%,持续释药时间达到10d。多孔球形羟基磷灰石作为药物载体材料对药物具有很好的缓释作用。     

紫茎泽兰同时制备活性炭及高热值燃气实验研究

以紫茎泽兰为原料,通过物理活化同时制得活性炭和高热值燃气。考察了活化温度、时间、CO2流量对多孔碳产品吸附性能和得率的影响。通过响应曲面法得到实验优化工艺条件:活化温度980℃,活化时间130min,CO2流量400mL/min,所制得活性炭碘吸附值和得率分别为1002mg/g,15.79%。制得的多孔碳BET比表面积、孔容和平均孔径分别为1076m2/g、0.63mL/g、2.36nm。在此优化条件下得到高热值燃气,燃气热值达11542.32kJ/m3。     

蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球的制备及其对罗丹明B吸附性能的研究

以蔗渣纤维素、海藻酸钠为三维网络框架,膨润土为吸附功能单元,采用金属离子交联法联合物理包载法制备蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球,研究其对罗丹明B吸附性能,探究其吸附机理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重(TG)等表征手段分别对多孔微球形貌、晶相和热稳定性进行表征。结果表明：在固液比2g/L,染料溶液pH=3,体积为25mL,初始浓度为400mg/L,吸附温度为318K,吸附360min后,吸附量高达87.14mg/g。多孔微球吸附罗丹明B过程符合准二级动力学模型,罗丹明B在多孔微球吸附遵循Langmuir等温线吸附模型。吸附罗丹明B前后,多孔微球为类球形,具有一定孔隙结构;多孔微球中膨润土晶型结构无明显改变,且具有一定热稳定性。     

酚醛树脂基球形活性炭的制备及CO2吸附

以线性酚醛树脂为原料,利用悬浮法成球,研究制备工艺参数对酚醛树脂球粒径的影响。在分散剂PVA2488用量1%,搅拌速率550rpm,成球终温130℃,酚醛树脂浓度60%条件下得到粒径分布较窄,平均粒径4μm的酚醛树脂球;水蒸气做活化剂,900℃活化90min可得比表面积1545m2/g、孔容0.84cm3/g的酚醛树脂基球形活性炭(PFSAC);PFSAC对CO2饱和吸附容量可达2.49mmol/g,发现孔径小于1nm的孔容对CO2吸附量影响显著。     

膨润土/丙烯酸聚合物保水保肥材料制备及性能

采用溶液聚合法制备保水保肥剂,并对其保水保肥性能进行研究。结果表明,制备保水保肥剂的最佳条件为交联剂、膨润土、引发剂用量分别占单体质量的0.05%、15%、0.45%,反应温度为75℃,中和度为90%;其吸蒸馏水倍率为796g/g;保水剂在室温下24h的水分蒸发率9%,60℃的水浴锅中10h为99.72%;在4000r/min下离心10min保水率为57.4%。对浓度为10.0g/L的尿素溶液的吸附倍率为500g/g,由0.1g保水剂饱和吸附了浓度为20%的尿素溶液后制备的溶胶肥,用50ml蒸馏水动态淋滤后尿素残留为31.78%。     

基于吸附性能的生物质基多孔活性炭制备方案的响应面法优化

以废弃核桃壳作为原料,采用微波加热法制备生物质基多孔活性炭。基于响应面法和数值模拟方法研究活性炭前驱体进行物理活化过程中微波功率、活化时间以及磷酸质量分数对生物质基多孔活性炭吸附性能的影响,对生物质基多孔活性炭制备方案进行优化,并对最优条件下制备的生物质基多孔活性炭进行表征。结果表明,3个因素均对生物质基多孔活性炭的吸附性能有影响,其影响显著性为:微波功率磷酸质量分数活化时间。优化的制备条件为:微波加热法对活性炭前驱体进行物理活化过程中的微波功率为746W、活化时间为11.2min以及磷酸质量分数为85.9%。优化生物质基多孔活性炭的碘吸附值为1074.57mg/g,亚甲基蓝吸附值为294.4mL/g,获得率为52.1%。     

稻壳基脱硅活性炭的制备及其对油气吸附性能研究

利用碳酸钠对稻壳进行水热脱硅,得到脱硅稻壳炭(RHC),并以RHC为原料,分别使用一定浓度的NaOH、H3PO4和ZnCl2在一定温度下对RHC进行活化改性制得稻壳基脱硅活性炭(RHAC)吸附剂,并依据RHAC对正己烷的静态吸附率进行实验条件优选,并对优选条件下制得的RHAC进行油气动态吸附实验及其物性参数表征。结果表明:H3PO4溶液活化RHC制备RHAC为最佳活化剂,最优实验条件为H3PO4溶液浓度34%,浸渍时间6h,活化时间60min,活化温度500℃;RHAC对油气的饱和吸附率为26.39%,比表面积为823.68m2/g,总孔容为0.645cm3/g,平均孔径为2.163nm。     

壳聚糖/明胶复合微球的制备及对铬离子的吸附性能

壳聚糖具有较高的吸附性能,明胶高分子链上有氨基、羟基、羧基等活性基团,对六价铬Cr(Ⅵ)具有一定的吸附螯合作用。本工作采用乳化交联法制备壳聚糖/明胶复合微球,以微球对Cr(Ⅵ)的去除率为指标,通过正交实验优化微球制备条件,并利用扫描电镜对微粒形貌进行表征。在研究复合微球对水体中Cr(Ⅵ)的吸附性能时,考察了吸附剂用量、pH值、吸附时间、温度等因素对吸附容量的影响。结果表明,壳聚糖/明胶微球的最佳制备条件为壳聚糖/明胶质量比1∶2,乳化时间40 min,乳化剂span80用量6 mL,水油比1∶7(体积比),乳化温度60℃;最佳吸附条件为:吸附剂用量2 g/L,pH值4,温度35℃,吸附时间120 min,在该条件下微球对Cr(Ⅵ)的去除率为95.5%。     

山竹壳基生物质活性炭的制备及其吸附性能研究

采用山竹壳为原料制得山竹壳基生物质活性炭。确定了较佳的制备条件:在尿素酸溶液∶碳=1∶1(质量比)的浸渍比下,浸渍时间15h,活化温度750℃,活化时间60min,制得的山竹壳基生物质活性炭比表面积为545.68m2/g。在亚甲基蓝溶液pH=4.5、初始浓度为25mg/L,山竹壳基生物质活性炭用量为0.06g条件下,山竹壳基生物质活性炭对亚甲基蓝的吸附量达到68.75mg/g。     

降解壳聚糖/明胶复合微球的制备及其对活性染料吸附性能研究

以降解壳聚糖、明胶为原料,戊二醛等试剂为交联剂,采用反相悬浮交联法制备出一系列具有高效吸附解吸功能的球形复合吸附材料降解壳聚糖/明胶复合微球,通过扫描电子显微镜,研究了原料种类以及搅拌速度对微球粒径与形貌的影响,将其用于活性染料印染废水处理中,研究了吸附温度、吸附时间、降解壳聚糖的用量及吸附液pH的大小对活性染料吸附性能的影响。结果表明:制得的降解壳聚糖/明胶复合微球的球粒径小,形态圆整,在温度为30℃、吸附时间为40min、溶液pH=4、微球制备时降解壳聚糖用量为0.4g、降解壳聚糖∶明胶质量配合比为1∶1条件下,降解壳聚糖/明胶复合微球球对活性黑WM的吸附容量达到137.25mg/g,并具有较好的循环使用价值。     

辣椒秸秆生物质活性炭的制备及其性能表征

用KOH活化法制备辣椒秸秆生物质活性炭(AC),对辣椒秸秆进行资源化再利用。确定了AC的最佳制备条件,并对材料的结构及理化性能进行表征。结果表明,KOH活化法制备AC最佳条件为:活化温度为800℃、活化时间为100min、炭剂比为3、浸渍时间为20h。在此条件下AC的碘吸附值为1348.44mg/g,亚甲基蓝吸附值为19.0mL/0.1g,比表面积达1761.16m~2/g,含有羧基、酚、醚基、胺基等亲水性基团,为微孔型活性炭。KOH活化法所制备的AC具有良好的吸附性能,为辣椒秸秆的资源化利用提供了参考数据。     

兰炭基中孔活性炭的制备及性能表征

以兰炭粉为原料,水蒸汽为活化剂,采用物理活化法制备中孔活性炭。分别讨论了活化温度、活化时间、水蒸汽质量流量对活性炭碘吸附值的影响,并采用正交实验对工艺条件进行了优化。利用全自动物理吸附仪对活性炭的比表面积和孔结构进行表征。结果表明:随着活化温度的升高、活化时间的延长和水蒸汽流量的增大,活性炭的碘吸附值均呈现先升高后下降的变化规律。正交实验结果表明,水蒸汽活化兰炭粉的适宜条件为:活化温度900℃,活化时间60min,水蒸汽流量1.25g/min。此条件下制得的活性炭具有多级孔的特征,而且以中孔为主,其碘吸附值为924.45mg/g,比表面积为818.52m2/g。     

开链氮杂冠醚化球形竹纤维素的制备及其吸附性能

以竹粉为原料,采用化学方法制备得到球形纤维素,扫描电镜观察球形纤维素粒径均匀,直径约为600μm。通过三因素三水平正交实验研究NaOH溶液添加量、分散相用量和分散剂用量对球形竹纤维素粒径的影响。最佳实验条件为:NaOH溶液添加量为16mL/g、分散相用量为15g和分散剂用量为13%。通过环氧氯丙烷和开链氮杂冠醚化制备得到改性的开链氮杂冠醚化球形竹纤维素。研究了反应温度对接枝改性的影响,反应温度为50℃时,接枝率达到最大值为76.6%。最后研究了改性球形竹纤维素对Cu2+的静态和动态吸附性能,其静力学吸附的饱和吸附容量为97.93mg/g,动力学吸附的有效吸附时间为40min。     

氮掺杂多孔碳材料的制备及其吸附性能研究

采用细乳液聚合法制备了聚丙烯腈(PAN)微球,以其作为氮掺杂多孔碳材料(NPC)的前驱体,经ZnCl_2溶液浸渍后,分别在450℃、600℃和700℃这3个不同温度下碳化制得多孔碳材料NPC-H450、NPC-H600和NPCH700。采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N_2吸附-脱附等方法对样品进行表征。研究了NPC对CO_2和Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:所制备的多孔碳材料NPC-H450、NPC-H600和NPC-H700的比表面积大,分别为1114m~2/g、1644m~2/g和931m~2/g;氮含量高,质量分数分别为11.33%、12.12%和13.35%。制备的NPC对CO_2及Cu~(2+)均有良好吸附的性能。在0℃、1atm条件下,NPC-H450对CO_2的吸附量为3.40mmol/g,NPC-H700在常温下对Cu~(2+)24h的吸附量可达62.88mg/g。     

沸石矿模板制备多孔炭及其电性能研究

为降低模板法制备多孔炭的成本,使用一种天然沸石矿为模板来制备多孔炭。利用XRD、N2吸附和循环伏安法研究多孔炭的物相组成、孔结构和电化学性能。研究表明,所制备多孔炭的比表面积仅为411m2/g,但富含中大孔,并具有较宽的孔径分布;在1mol/L的H2SO4溶液中,1mV/s的扫描速度下,多孔炭的比容量为185F/g,扫描速度增加到500mV/s,其比容量保持率高达72%,比在相同条件下,比表面积2322m2/g的商业微孔活性炭的容量保持率23%高得多,且保持了良好的扫描曲线。     

生物模板法合成多孔结构氧化铈及其吸附性能研究

以壳聚糖为生物模板制备介孔纳米氧化铈材料,对合成的纳米氧化铈进行了X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),N_2-吸附脱附表征。以甲基橙溶液为模拟的染料废水,探究了氧化铈的用量、溶液的pH、吸附时间等因素,对介孔氧化铈吸附甲基橙溶液的影响。结果表明:合成的纳米氧化铈具有海绵状多孔的微观结构,比表面积为202m~2/g,空隙量为0.199cm~3/g,平均孔径为12.48nm,在pH=7,纳米氧化铈用量为0.3g,甲基橙浓度为3mg/L,吸附时间为30min的条件下,对甲基橙的吸附率可达到61.56%。     

NiO/AC非对称电容器电极材料的制备及性能研究

以硫酸镍为原料、氨水为沉淀剂, 采用化学沉积法成功制备出氧化镍纳米颗粒, 分别采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TGA)、物理吸附仪等测试手段对纳米氧化镍的物相、形貌和结构进行分析和表征。结果表明, 所制得的纳米氧化镍为球形多孔颗粒, 直径大约为200 nm。其中在300℃下热处理得到的氧化镍比表面积最大, 为132 m²/g, 平均孔径为7.3 nm。将其作为正极, 活性炭作为负极, 组装成非对称电容器, 结果表明非对称电容器具有良好的电容性能和循环稳定性, 在25 mA/g电流密度下, 比电容达到1039 F/g, 充放电效率高达98%以上。     

微等离子体氧化法制备TiO2薄膜的性能研究

选用TA1钛合金,运用微等离子体氧化技术在其表面原位生长TiO2薄膜.在(Na3PO4-Na2B4O7)电解液体系中,采用XRD、SEM对钛合金表面成膜的微观结构进行测试研究,结果表明:当配比为4:1,成膜时间60min,电流密度10A/dm2条件下制得的薄膜,该膜层中TiO2主要为锐钛矿晶型,膜层均匀,表面粗糙多孔,孔洞大小适中;同时,在电解液中掺杂一定浓度的Fe3 、Si4 离子,当掺杂量分别为0.1～0.2g/L、0.5～1.0g/L条件下制备的薄膜,用于光催化氧化降解水中的罗丹明B,可以提高其光催化活性.     

模版法制备沥青基炭材料及对苯酚吸附性研究

以纳米碳酸钙为模版剂,以精制煤沥青为包覆材料,通过对其炭化、去模板剂和活化处理,制得了沥青基炭材料。实验选用苯酚为吸附质,研究了制备过程对所制炭材料吸附性的影响、吸附过程遵循的吸附规律以及吸附热力学变化规律。结果表明,在相同活化条件下,未经模板剂碳酸钙处理的煤沥青得到的炭材料对苯酚的吸附量为1.9 mmol/g,而由碳酸钙与沥青质量比为1∶2所制备的炭材料,吸附量可达2.49 mmol/g。即使用模板剂后炭材料吸附量提高了31%;进一步对苯酚等温吸附规律的研究表明,其吸附过程符合Freundlich方程;吸附热力学分析表明,吸附热在35.9~50.8 kJ/mol,属于典型的物理吸附过程,其研究为煤沥青的利用提供了一条新的途径。     

ZnCl2活化茄子秸秆制备活性炭及表征

以茄子秸秆为原料、ZnCl2为活化剂制备活性炭。通过正交实验方法确定了制备活性炭的最佳工艺条件,采用低温氮气吸附、BET、Langmuir和BJH理论对其孔结构进行了表征,利用红外光谱分析样品的表面官能团,扫描电镜观察表面形貌。结果表明以茄杆活性炭的最佳工艺条件:浸渍比为2,浸渍时间为8h,活化温度为550℃,活化时间为60min,所得的活性炭的碘吸附值为1270.06mg/g,亚甲基蓝吸附值为17.4mL/g;BET和Langmuir比表面积分别为1649.615和1851.649m2/g,吸附总孔容为0.488cm3/g,吸附平均孔径为2.241nm。