异介质甘蔗渣基水热炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性

采用甘蔗渣分别成功制得草酸条件下的甘蔗渣基水热炭(OBC)和硫酸条件下的蔗渣基水热炭(SBC),研究草酸和硫酸2种酸性条件下甘蔗渣水热炭对模拟废水中的六价铬离子[Cr(Ⅵ)]的吸附效果。制得的OBC、SBC的BET比表面积分别为19.5767m~2/g、20.086m~2/g,总孔容分别为0.108316cm~3/g、0.158686cm~3/g,平均孔径分别为22.1316nm、31.6004nm,具有较好的孔隙结构。在Cr(Ⅵ)溶液pH=2.0,浓度为50mg/L,SBC用量为0.7g,吸附时间为90min条件下,SBC对Cr(Ⅵ)的去除率最高达到99.8%,具有较好的去除效果。     

基于环三磷腈的有机微孔聚合物的合成及其二氧化碳吸附性能研究

首先以六氯环三磷腈、2,2'-联苯酚和4-羟基苯甲醛为原料,合成了双醛基环三磷腈衍生物(DHBCPP),然后以DHBCPP和三聚氰胺为构筑单元,通过缩合反应制备了基于环三磷腈的有机微孔聚合物PCPP-TZ。通过红外光谱、固体核磁、热失重分析、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了聚合物PCPP-TZ的结构和形貌。通过氮气吸附-脱附实验得知聚合物PCPP-TZ的比表面积为884 m~2/g,总孔容为0.419 cm~3/g,其中微孔孔容达到0.343 cm~3/g,表明聚合物具有较大比表面积和发达的微孔结构。进一步研究了基于环三磷腈的有机微孔聚合物PCPP-TZ的二氧化碳吸附性能,在298 K/0.1 MPa和273 K/0.1 MPa条件下,聚合物PCPP-TZ的二氧化碳吸附量达到3.32和4.05 mmol/g。     

有序介孔炭合成、改性及其对汞离子的吸附性能

以有序介孔硅基材料(SBA-15)为模板,内烯酸低聚物为前驱物合成有序介孔结构的炭材料(OMC),并以化学方法将含氮基官能闭嫁接在有序介孔炭的表面.利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)和氮气吸附-脱附(BET)对介孔炭进行表征.结果表明:表面改性后有序介孔炭的结构发生一定变化,但孔道特征仍保持二维六方有序性.合成的有序介孔炭及经乙二胺表而改性后胺化有序介孔炭的比表而积、平均介孔直径、平均孔容积分别为607 m2/g,4.1 nm,0.62 cm3/g和558 m2/g,3.8 nm,0.58cm3/g.对有序介孔炭及改性有序介孔炭进行的汞吸附实验,发现表面改性前后有序介孔炭对Hg(II)的吸附性能发生显著变化.嫁接胺基功能团后,其吸附容量增加一倍,表明胺基改性的OMC对汞有亲和作用.     

含胺基骨架多孔聚合物的合成及储氢性能研究

以三聚氰胺和对苯二甲醛为原料,通过溶剂热法制备出含胺基骨架多孔聚合物(AFPP),利用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、微孔分析仪和储氢分析仪等现代分析手段对其结构和性能进行表征。结果表明:AFPP的主体骨架链接结构为缩醛胺结构(—N—CR1R2—N—);当三聚氰胺和对苯二甲醛摩尔比为2∶3时,合成的AFPP-2比表面积为389.82m2/g,且具有微孔-中孔-大孔的层次结构;储氢性能分析显示AFPP-2在298K、4.72MPa条件下,氢气吸附量达到9.02%(质量分数)。     

以一种新碳前驱体制备有序介孔碳及其表征

分别采用两亲性三嵌段共聚物F127、P123以及F127/P123复合物为模板剂,线性酚醛树脂/六亚甲基四胺固化物为碳源,利用有机-有机自组装法制备了具有二维六方结构和蠕虫状结构的介孔碳材料。采用FT-IR、XRD、TEM、低温N2吸附/脱附、TG和元素分析等方法表征了介孔碳的结构,研究了不同的模板剂对介孔碳结构的影响。结果表明,以F127为模板剂制备的介孔碳具有规则的二维六方结构,其比表面积、微孔表面积、孔容、孔径和孔壁厚度分别为670m2/g、368m2/g、0.40cm3/g、3.2nm和4.5nm。以P123为模板剂制备的介孔碳具有蠕虫状结构,其比表面积、微孔表面积、孔容和孔径分别为506m2/g、251m2/g、0.27cm3/g和3.0nm。以F127/P123复合物为模板剂制备的介孔碳的孔径相对于单一模板剂有所提高,其比表面积、微孔表面积、孔容和孔壁厚度均随着复合模板剂中F127质量分数的降低而降低。     

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%。     

生物质莲杆废弃物制备高比表面积多孔炭及其CO_2吸附性能（英文）

采用水热炭化和KOH活化相结合的方法,以生物质莲杆废弃物为碳源,制备了高比表面积多孔炭材料,并探索其CO_2吸附性能。分别采用氮气物理吸附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和元素分析技术(XPS)对这种莲杆基多孔炭材料的孔道结构、形貌和表面化学等特性进行了研究。结果表明,KOH浓度对莲杆基多孔炭材料的孔结构具有较大影响,莲杆基多孔炭材料的比表面积和孔体积分别为2 893 m~2/g和1.59 cm~3/g,KOH活化处理能在增大多孔炭材料的比表面积和孔体积,同时会在其内部形成部分具有较大尺寸的微孔和较小尺寸的介孔结构。在常压条件下,CO_2的吸附测试表明莲杆基多孔炭材料在25℃和0℃时的吸附量分别高达3.85和6.17 mmol/g,这一吸附量在生物质基多孔炭材料中属于较高水平。然而,具有最高比表面积的莲杆基多孔炭材料(AC-4样品)并不具备最高的CO_2吸附量,这意味着常压条件下限制CO_2吸附量的决定性因素并不是比表面积,而主要由微孔率和孔径分布决定。这一研究结果为设计多孔吸附剂应用于CO_2捕集方面提供了重要意义,也为构建低成本且环境友好的具有高吸附量的CO_2吸附剂提供思路。     

高硅粉煤灰基二氧化硅气凝胶的物理表征及其CO_2捕集应用

以六盘水高硅粉煤灰为原料,联合溶胶-凝胶工艺和冷冻干燥技术制备二氧化硅气凝胶,采用TG、XRF、FTIR、TEM、N_2吸附脱附等对所制备的二氧化硅气凝胶进行表征并研究其在常温常压下的CO_2捕集性能。结果表明:所制备的二氧化硅气凝胶热稳定性良好,纯度高(99.586%),由5～10 nm的二氧化硅纳米颗粒组成,兼具微孔、介孔的复合孔结构,微孔区比表面积为553.73 m2/g,介孔区比表面积455.47 m~2/g;常温常压下CO_2饱和吸附容量为1.22 mmol/g,CO_2等量吸附热在38.7～39.1 kJ/mol之间,CO_2/N_2选择性为28.44。     

大蒜皮基多孔炭材料的水热法制备及其CO_2吸附性能（英文）

以大蒜皮为碳源,先采用水热法制备炭前驱体,再经KOH活化法制备了高比表面积和高孔体积的多孔炭材料。采用氮气吸附仪、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)仪对所制多孔炭的孔结构和形貌特性进行表征。结果表明,活化温度对多孔炭材料的比表面积和孔体积影响较大,当活化温度为800℃和KOH/炭前驱体浓度比为2时,得到的多孔炭材料(AC-28)比表面积和孔体积分别高达1 262 m~2/g和0.70 cm~3/g;当活化温度为600℃和KOH/炭前驱体浓度比为2时,多孔炭材料(AC-26)比表面积和孔体积分别为947 m~2/g和0.51 cm~3/g。虽然AC-26样品的比表面积和孔体积均较低,但其微孔率高达98%,使得此材料CO_2吸附性能优异,在25℃和1 bar时的CO_2吸附量高达4.22 mmol/g。常压下影响多孔炭材料中CO_2吸附量的主要因素是微孔率,并不是由比表面积和孔体积决定。当具有合适的孔径结构和比表面积时,生物质基多孔炭材料中微孔率的增加会有效增加CO_2吸附量。     

KOH活化法制备汉麻秆活性炭及其微孔结构的研究

采用生物质材料制备比表面积大、微孔结构发达的活性炭,对于缓解资源紧缺、拓展活性炭在气相吸附和双电层电容器等方面的应用具有重大意义。以汉麻秆为原料、KOH为活化剂制备活性炭,通过正交试验探讨碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭得率和碘吸附值的影响;采用场电镜、孔径分析仪对样品的微孔结构进行分析。结果表明,影响活性炭得率和碘吸附值的最显著因素分别为碱炭比和活化温度,在碱炭比4∶1、活化温度900℃、活化时间为0.5h的条件下,活性炭得率为72%、碘吸附值为2 047mg/g,比表面积为1 924.08m2/g,总孔容为1.01cm3/g,平均孔径为2.1nm;该活性炭的微孔结构发达(微孔率为81.19%),孔径分布较窄,同时存在超微孔和极微孔,且极微孔含量很高。