纳米γ-氧化铁的制备及其吸附性能研究

以硝酸铁和十二烷基三甲基溴化铵为原料,采用固相法制备了γ-氧化铁纳米粒子。通过X射线衍射、氮气吸附-脱附、磁性测试等手段对γ-氧化铁样品进行了表征。研究了γ-氧化铁对有机染料直接耐酸大红4BS的吸附性能。结果表明,制备的γ-氧化铁样品为γ-氧化铁纳米粒子,平均晶粒尺寸为18.5 nm;γ-氧化铁的比表面积为83.2 m ²/g,孔容为0.25 cm ³/g,最可几孔径为3.8 nm,属于介孔范围;γ-氧化铁的最大饱和磁化强度为63.7 A·m ²/kg;介孔γ-氧化铁对直接耐酸大红4BS的吸附过程符合准二级吸附动力学模型;γ-氧化铁对直接耐酸大红4BS的吸附符合Langmuir吸附等温式,极限吸附量为113.3 mg/g;将γ-氧化铁脱附处理后可重复使用。     

笼状介孔二氧化硅的制备

利用绿色非离子表面活性剂烷基糖苷APG08-10和阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵1831为复合模板剂，正硅酸乙酯为硅源，导向制备出笼状介孔二氧化硅。通过氮气物理吸附、透射电镜对其结构进行表征，得到比表面积S_BET 540.2 m²/g,孔容0.72 m³/g,孔径3.8 nm,粒径90 nm左右的笼状介孔二氧化硅纳米材料。     

炭质吸附剂孔径分布与焦化废水有机组分分离的相关性

选取4种孔隙结构不同的炭质吸附剂木质（A₁）、椰壳（A₂）、煤质（A₃）和焦炭（H）吸附焦化废水中的总有机碳（TOC）成分,考察吸附性能、分子量大小等因素对吸附效果的影响,同时利用傅里叶红外光谱、比表面积及介孔/微孔分析仪对吸附剂进行表征,探究吸附剂表面化学性质和孔径分布对焦化废水吸附差异相关性。结果表明：4种吸附剂表面性质相近,孔隙结构不同是其吸附性能差异的主要因素。比表面积：A₁（1723.59m²/g） > H（1716.19m²/g） > A₂（911.55m²/g） > A₃（505.23m²/g）,平均孔径：A₁（5.14nm） > H（5.02nm） > A₃（3.81nm） > A₂（3.45nm）。Redlich-Peterson吸附等温线方程能更好地拟合吸附数据。分子量分布、UV₂₅₄、SUVA和EEMs说明微孔面积较大的A₁和A₂优先吸附低分子量（< 1000）有机物,A₃和H能够回收高分子量（1000～0.45μm）有机物,降低废水芳香构造化程度。焦化废水TOC中94.29%的有机物分子量小于10000,微孔（< 2nm）和较小中孔（2～10nm）更适合用焦化废水吸附处理。上述研究指出,吸附材料、孔结构与孔径分布、焦化废水性质、有机物分子结构之间存在相关性,通过性质的匹配来实现废水预处理优化的吸附分离工艺。     

介孔氧化铝的结构调控及除氟性能研究

以铝酸钠（NaAlO₂）和氯化铝（AlCl₃·6H₂O）为铝源,分别以葡萄糖、壳聚糖、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为结构导向剂,采用水热反应和高温煅烧技术制备了纳米氧化铝粉体材料。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、氮气吸附-脱附和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等手段对产物进行了表征。结果表明,产物均为介孔γ-氧化铝（γ-Al₂O₃）,呈纳米颗粒状形貌,分散较为均匀。其中,葡萄糖调控的γ-氧化铝具有较大的比面积（437 m ²/g）和孔体积（0.60 cm ³/g）。4种γ-氧化铝对氟离子（F ^-）的吸附结果表明,葡萄糖调控的γ-氧化铝除氟效果最好。     

微反应器水热法耦合制备纳米片状氧化铝

以偏铝酸钠和硫酸铝为原料,通过一种高通量撞击流微反应器,提出了将微反应法与老化、水热法高效集成制备纳米片状氧化铝的新工艺。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、BET法比表面积测定（BET）、热重-差热分析（TG-DTG）等方式对不同工艺耦合制备的产物进行了测试分析,研究了不同耦合方式对产物晶型、形貌、介孔结构等物理性质的影响。结果表明：通过微反应器-水热法耦合技术能够制备粒径为30~100 nm、厚度为2~5 nm、纯度为99.7 %以上的纳米片层状勃姆石（γ-AlOOH）,经550 ℃焙烧4 h可制得同样形貌的γ-氧化铝（γ-Al₂O₃）。通过不同工艺耦合能够调控氧化铝的形貌、介孔结构,为工业化制备片层状纳米氧化铝提供了很好的科研支撑。     

海藻酸钠/二氧化硅杂化微球结构与吸附性能

利用海藻酸钠（SA）和正硅酸四乙酯（TEOS）为原料,并利用醇解TEOS提供二氧化硅（SiO₂）源与SA分子结构上的羟基（-OH）进行反应,制备一系列不同组分的杂化微球。采用旋转流变仪（DHR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-射线光谱（XRD）、热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）和氮气吸附-脱附方法（BET）对杂化溶液的流变性能以及杂化微球的化学结构、结晶能力、热分解能力、微球形貌、比表面积和孔径进行分析,并研究了其对亚甲基蓝（MB）和重金属铜（Cu²⁺）的吸附能力。结果表明：SA/SiO₂杂化溶液体系黏度下降,在初始剪切速率25s^-1时杂化溶液黏度比SA黏度低了2.2Pa·s;FTIR图说明SA中羟基与TEOS中的硅氧键反应生成硅氧碳键,TEOS与SA发生化学反应;杂化微球结晶曲线中CA结晶特征峰强度降低,同时出现SiO₂的结晶特征峰;杂化微球分解温度由250℃提升到310℃,热分解温度提高;BET测试得到海藻酸钙（CA）比表面积为7.254m²/g,孔径为19.65nm,CA/SiO₂杂化微球的比表面积为49.151m²/g,孔径为21.75nm,杂化微球比表面积提高,孔径类型为介孔;当MB初始浓度为100mg/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到87.09%;当Cu²⁺初始浓度为2.5g/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到86.8%。     

向日葵制活性炭对亚甲基蓝的吸附研究

含有亚甲基蓝（MB）的废液直接排放会造成严重的水体污染。为研究生物质活性炭对MB的吸附性能,以农业废弃物向日葵为原料、磷酸（H₃PO₄）为活化剂,制备粉状活性炭（PAC）和块状活性炭（BAC）,并研究PAC对MB的吸附性能。利用比表面积测试（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等方法解析活性炭的孔结构和表面特性。结果表明：活性炭前驱体的形状对活性炭的微观结构有较大的影响。PAC比BAC具有更大的比表面积（分别为701.95 m²/g和566.49 m²/g）和总孔体积（分别为2.23 cm³/g和1.04 cm³/g）;PAC和BAC的平均孔径分别为7.31 nm和12.66 nm,均具有介孔材料的结构特性。两种活性炭表面均分布着丰富的含氧官能团和大量疏松的无定形碳,而存在的偏磷酸盐对孔隙起到支撑作用,这为MB的吸附提供了更多的活性位点和吸附通道。在25 ℃、pH为8、PAC用量为50 mg条件下,PAC对100 mL质量浓度为200 mg/L的MB溶液的吸附效果最好,吸附率达到72.2%。吸附过程符合伪二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir等温吸附模型。     

氯化锌-水蒸气协同活化玉米芯制活性炭的研究

以宁夏农业废弃物玉米芯为原料，制备对亚甲基蓝(MB)吸附性能最优条件下的氯化锌活性炭(ZnAC)，并在此条件基础上利用氯化锌-水蒸气来协同活化制备不同活化温度下的活性炭(ZnHAC)。利用BET、XRD、FT-IR和SEM分析ZnAC和ZnHAC的结构和表面特性，阐释活化机理。结果表明：ZnCl₂单独活化玉米芯的最佳条件为活化温度为500℃、活化时间为1 h、锌料质量比为1.5∶1；所制活性炭的比表面积为2 299.75 m²/g，累积总孔容为1.28 cm³/g，对MB吸附量为531.56 mg/g；此活性炭介孔率高达95%以上，且随着温度的升高，介孔率都有所增加，说明提高温度有利于介孔的形成。相对于ZnAC_T-1.5-1，通入水蒸气之后ZnHAC_T-1.5-1的比表面积和孔容都有明显增大，其中ZnHAC_800-1.5-1的比表面积比ZnAC_800-1.5-1增加了349 m²/g，而介孔孔容、总孔容及孔径近乎...     

油茶壳残渣制备活性炭的工艺

以油茶壳醇浸取后残渣为原料,以磷酸活化法制备活性炭,考察了浸渍比、磷酸质量分数和活化温度等对活性炭吸附性能及其得率的影响;活性炭的吸附性能由碘吸附值、亚甲基蓝吸附值表征。结果表明,在酸/炭浸渍比为3:1、磷酸质量分数70%、活化温度500℃时,活性炭的吸附性能最佳,其碘、亚甲基蓝吸附值和得率分别为1043.29mg/g、148.5mg/g和38.77%。采用物理吸附仪在77K下测定其N₂吸附脱附等温线,利用BET法和BJH法计算比表面积和孔径分布,其比表面积为1626.45m²/g,平均孔径为4.7nm,总孔容为1.94cm³/g。同时采用FTIR和XRD分析了活性炭的表面官能团和微观结构。     

微乳液法制备六棱锥形纳米氧化锌的研究

以硝酸锌和尿素为原料,采用十六烷基三甲基溴化铵/正己醇/水溶液微乳体系制备纳米氧化锌,利用场发射扫描电镜、能谱扫描、X射线衍射、氮气低温吸附脱附对产品的形貌、成分和孔结构进行分析。结果表明,微乳体系所制得的前驱体为六边形片状结构的碱式碳酸锌Zn_5(OH)_6(CO_3)_2,经500℃下焙烧5 h所得ZnO为形貌统一的六棱锥形结构,粒度均匀,平均粒径为250 nm,BET比表面积为21.43 m²/g,DFT法给出以介孔多级孔径分布为主。ZnO对亚甲基蓝模拟废水表现出良好的光降解活性,80 min内亚甲基蓝降解率可以达到95.6%。     

纳米片多面体锰基锂离子筛的制备及锂离子吸脱附特性

针对锰基锂离子筛容量发挥不充分、使用寿命短的问题,以电解二氧化锰、氯化锂及无水氯化铝为原料,采用水热法合成了铝原子掺杂锰基离子筛前驱体,经酸洗脱附锂离子后得到锰基锂离子筛H_1.6（Mn_1-x Al _x ）_1.6O₄。扫描电镜结果表明,铝原子掺杂后,样品呈均匀光滑的纳米片多面体形貌,进一步的吸脱附等温线分析显示,样品的比表面积显著提高。锂离子吸脱附特性研究结果表明,Li_1.6（Mn_0.7Al_0.3）_1.6O₄具有最佳的吸附提锂性能,锂离子溶液初始质量浓度为80 mg/L时,吸附容量为32.32 mg/L,5次循环提锂后,锂离子吸附容量可保持为初始吸附容量的95%。这些结果表明,结晶性好、比表面积大的纳米多面体锰基锂离子筛,吸附容量大、结构稳定性好,可为当前盐湖卤水中锂资源的开发和工艺优化提供技术参考。     

微波水热法制备氧化镁-氧化铜-氧化钙复合材料及其抗菌性能

以氯化镁、氯化铜、氯化钙为原料,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为分散剂,采用微波水热法合成了氧化镁-氧化铜-氧化钙复合材料;通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、氮吸附（BET）等表征手段对样品进行了结构表征;利用最小抑菌浓度（MIC）和菌落计数法对样品的抗菌性能进行了研究。实验结果表明：氧化镁-氧化铜-氧化钙复合物具有纳米片状结构,制备的MgO_0.7CuO_0.1CaO_0.2比表面积为66.789 m²/g,平均孔径为54.117 nm,孔容为0.904 cm³/（g·nm）;MgO_0.7CuO_0.1CaO_0.2在质量浓度为500 μg/mL条件下展现出良好的抗菌性能,在质量浓度为600 μg/mL以上时抑菌率达到99.9%以上。     

铝锂合金化铣废液合成γ-AlOOH及表征

铝锂合金化学铣切的化铣废液（CMW）会对环境造成严重影响。为有效解决废液处理问题，本文首次利用铝锂合金化铣废液合成出对染料具有优良吸附性能的纳米片状γ-AlOOH。CMW中的NaAlO₂与H₂O₂在室温条件下反应5min即可合成出比表面积高达278m²/g的纳米片状γ-AlOOH。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和N₂吸附-脱附等表征手段，系统研究了H₂O₂和Al₂O₃摩尔比[(5∶1)～ (15∶1)]对合成的γ-AlOOH结构、形貌及结晶度的影响。结果表明，随摩尔比增加，γ-AlOOH的结晶度、晶体粒度和化学基团含量提高，比表面积由137m²/g增加至278m²/g。通过γ-AlOOH对亚甲基蓝（MB）的吸附性能评价了γ-AlOOH的实用性。γ-AlOOH纳米片对MB具有良好的吸附性能，吸附等温线符合Langmuir模型，最大吸附量达173.30mg/g。因此以铝锂合金化铣废液为原料合成的γ-AlOOH具有较高的应用价值，可用作去除废水中染料的高效吸附剂。     

Comparisons of pore properties and adsorption performance of KOH-activated and steam-activated carbons

Carbonaceous adsorbents with controllable pore sizes derived from carbonized pistachio shells (i.e., char) were prepared by the KOH activation and steam activation methods in this work. The pore properties including the BET surface area, pore volume, pore size distribution, and pore diameter of these activated carbons were characterized by the t-plot method based on N₂ adsorption isotherms. Through varying the KOH/char ratios from 0.5 to 3, the KOH-activated carbons exhibited BET surface areas ranging from 731 to 1687 m²/g with a similar micropore content (80–92%). The carbons activated by steam at 830 °C for 2 h had a BET surface area of 821 m²/g with the micropore content of 42%. The micropore/total pore volume ratio (V_micro/V_pore) and average pore size (D_pore) were independent of the KOH/char ratio, revealing that KOH activation is a powerful method in developing and controlling the number of micropores with a very similar pore size distribution. The adsorption equilibria and kinetics of methylene blue, basic brown 1, acid blue 74, 2,4-dichlorophenol, 4-chlorophenol, and phenol from water on all activated carbons at 30 °C were investigated to demonstrate the fact that adsorption of organics is not only dependent upon the BET surface area but is also determined by the relative size between pores and molecules. The adsorption isotherms were subjected to the model fitting according to Langmuir and Freudlich equations. By comparing the projected area of adsorbates, the surface coverage of phenols is about 3.6 times of that of dyes (based on unit gram of activated carbon). The Elovich equation was found to suitably describe the adsorption process of all KOH-activated carbons while the adsorption behavior on the steam-activated carbon was reasonably fitted with the intraparticle diffusion model.     

炭吸附硼酸锶纳米粉体的制备及其光催化性能研究

采用炭吸附沉淀法,以氯化锶、五硼酸铵为原料,制备了硼酸锶纳米催化剂。利用热重/差热分析仪（TG-DTA）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和紫外可见光谱仪（UV-Vis）等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征。结果表明：炭黑的吸附有效阻止了纳米硼酸锶催化剂在制备过程中的团聚和烧结, 600 ℃下焙烧的纳米硼酸锶粉体具有良好的分散状态,平均晶粒尺寸为13 nm,比表面积为83.26 m2/g。罗丹明B紫外光催化反应结果表明,在60 min内罗丹明B在硼酸锶催化剂上几乎完全分解。     

枸杞杆制活性炭对亚甲基蓝的吸附研究

以宁夏农业废弃物枸杞杆为原料,用不同的活化剂分别制备磷酸-活性炭（P-AC）、氢氧化钾-活性炭（K-AC）、磷酸-氢氧化钾-活性炭（P-K-AC）,利用比表面积测试（BET）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）解析活性炭的孔结构和表面特性,并探究活性炭对水溶液中亚甲基蓝（MB）的去除效果。研究结果表明：P-K-AC比P-AC、K-AC具有更大的比表面积（1 519.84 m²/g）和总孔体积（0.81 cm³/g）,P-AC、K-AC、P-K-AC的平均孔径分别为5.28、2.58、1.99 nm,P-K-AC以微孔为主,K-AC、P-AC均为介孔。3种活性炭表面均分布着丰富的含氧官能团和大量的无定型碳,为吸附MB提供了活性位点。在25 ℃条件下,将10 mg的P-AC、K-AC、P-K-AC分别加入50 mL质量浓度为100 mg/L的MB溶液中用于吸附MB实验。结果表明：P-K-AC的吸附效果最好,吸附率达到95%、吸附量为480.81 mg/g;其次是K-AC,吸附量为352.26 mg/g;P-AC吸附量最小,为225.01 mg/g。P-AC,K-AC、P-K-AC对MB的吸附过程都符合伪二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir等温吸附模型。     

废弃粉末活性炭热解再生实验及表征分析

通过对废弃粉末活性炭（WPAC）进行热解再生实验,采用热重（TG）、红外分析（FTIR）、表面分析（BET）、X射线衍射（XRD）表征手段,分析了废弃粉末活性炭热解再生前后的比表面积、孔隙结构及再生过程中有机物分解的初步规律。同时比较了废弃粉末活性炭再生前后对亚甲基蓝（MB）的吸附性能,对WPAC热解再生效果进行了评价。实验得出的最佳热解再生条件是以氮气为载气,热解温度650℃,热解时间2h。在此再生条件下,再生炭（RPAC）的比表面积为1161.4m²/g,恢复到新鲜活性炭的94.5%;废弃粉末活性炭再生前后对亚甲基蓝的吸附等温线符合Langmuir模型,吸附容量为420.5mg/g,恢复到新鲜炭的89.6%。由此结果表明,WPAC经热解再生后表面化学性质、孔隙结构及吸附性能均得到有效恢复。