双模板法CeO2/g-C3N4形貌结构特征及湿式催化性能

利用微波辅助双模板法、软模板法制备了一系列的CeO₂/g-C₃N₄复合催化材料,通过XRD、N₂吸附-脱附、XPS、SEM和TEM等方式对材料进行表征,并对其湿式催化性能进行研究。结果表明,双模板法制备的D-CeO₂/g-C₃N₄复合材料表现出立方相CeO₂和层叠g-C₃N₄的特征,比表面积和孔径较大,属于介孔结构,表面存在Ce^₃₊和Ce^₄₊,有利于氧空位的形成。加入1 g嵌段共聚物 F127,使用无水乙醇溶液为溶剂,调节混合液呈碱性,微波辐射反应120 min后得到的D-CeO₂/g-C₃N₄(7.5)样品,结构完整均匀,具有最佳形貌特征。控制反应温度75 ℃,D-CeO₂/g-C₃N₄(7.5)投加0.7 g,H₂O₂投加 0.5 mL,初始pH值为5时,100 mg/L的苯酚溶液COD去除率可达80%以上。 D-CeO₂/g-C₃N₄(7.5) 复合催化材料使用五次以后仍可达60%以上的催化降解效果。     

基于WO3-MoO3和TiO2/CdS复合电极的光电致变色器件

电致变色广泛应用于智能窗领域,但电致变色材料仍需外部电源驱动,将太阳能电池与电致变色材料结合起来的光电致变色器件可实现无需外部供电的智能变色调控。性能优异的变色阴极和光阳极是当下光电致变色器件的研究热点。通过水热法制备WO₃-MoO₃薄膜,研究其电致变色性能;通过水热法结合连续离子层沉积法制备TiO₂/CdS复合薄膜,研究其光电转换性能。最后将WO₃-MoO₃薄膜和TiO₂/CdS复合薄膜分别作为光电致变色器件的变色阴极、光阳极构建WO₃/MoO₃-TiO₂/CdS光电致变色器件。WO₃/MoO₃-TiO₂/CdS光电致变色器件具有较大的光学调制范围(630nm处为41.99%)、更高的着色效率(35.787%),将其作为智能窗应用在现代建筑、通行工具等领域具有重要应用价值。     

绿色轮胎用SSBR/SiO2复合体系的研究技术进展梁爱民

针对SSBR/ SiO₂复合体系在绿色轮胎领域的应用,本文从SSBR链末端改性、链中接枝改性以及SiO₂表面改性等方面,总结了近期国内外SSBR/ SiO₂复合体系应用的研究现状及技术进展。     

测试——聚乙烯亚胺改性磁性膨润土对Pb2+和Cu2+的吸附性能(测试稿件)

在磁性膨润土(MBent)表面接枝聚乙烯亚胺(PEI)制备了聚乙烯亚胺改性磁性膨润土(PEI/KH560/MBent),采用FTIR、VSM、XRD、TGA、EA、SEM和EDS对其进行了表征,考察了其对水溶液中Pb_²⁺和Cu_²⁺的吸附性能。结果表明,聚乙烯亚胺已成功接枝于磁性膨润土表面,并有效提高其对Pb_²⁺和Cu_²⁺吸附量；溶液初始pH对吸附量影响较大,随着pH的增大,吸附量增加。在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L,PEI/KH560/MBent对Pb_²⁺和Cu_²⁺吸附量分别为96.21和61.08 mg/g；吸附过程符合准二级动力学模型,吸附行为符合Langmuir吸附等温模型。热力学研究表明,吸附为自发吸热过程。经过5次循环利用后,其吸附容量仍保持初始的60%以上,表明PEI/KH560/MBent具有一定的重复利用性。     

Ni/SiO2催化剂的2-MF加氢性能研究

本研究以硝酸镍为镍源,酸/碱性硅溶胶为硅源,采用共沉淀法制备了Ni/SiO₂催化剂。采用固定床反应器,评价Ni/SiO₂催化剂对于2-甲基呋喃(2-MF)气相加氢合成2-甲基四氢呋喃(2-MTHF)的反应性能。通过XRD、N₂等温吸附-脱附、H₂-TPR、NH₃-TPD、XPS、FT-IR和TEM等方法对催化剂结构进行表征,研究硅溶胶的酸碱性对Ni/SiO₂催化剂结构及性能的影响。结果表明：以酸性硅溶胶为硅源制备的Ni/SiO₂催化剂弱酸中心酸量多并且存在中强酸性中心,比表面积高,平均孔径大,因而该催化剂活性和2-MTHF的选择性高。Ni/SiO₂催化剂稳定性良好,在90 ℃,2 MPa,WHSV=4.4 h_?¹条件下连续反应200 h,2-MTHF的收率均保持在95.7%。关键词：2-甲基四氢呋喃;2-甲基呋喃;共沉淀法;Ni/SiO₂;酸碱性     

ML-WO3/TiO2异质结的制备及其对罗丹明B的光催化降解

采用空间限域法制备了单层三氧化钨纳米片(ML-WO₃),然后将其与TiO₂复合得到ML-WO₃/TiO₂纳米材料,被用来在模拟太阳光下对罗丹明B进行光催化降解。ML-WO₃/TiO₂的组成和光学特性通过扫描电镜、透射电镜、高分辨透射电镜、X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱手段进行表征。结果证实,纳米ML-WO₃/TiO₂克服了纯TiO₂带隙较大的缺陷,在全波段太阳光表现出比ML-WO₃和TiO₂更强的吸收性能,ML-WO₃与TiO₂之间具有明显的协同效应。活性物种捕获实验表明.OH和.O_2^-自由基是RhB降解的主要活性物种。ML-WO₃和TiO₂之间构建的Z型异质结电荷转移路径能够保证光生载流子的高效分离和重组。在5次循环实验后ML-WO₃/TiO₂的光催化活性仍能接近80%,具有良好的光化学稳定性。通过高效液相色谱-质谱检测RhB的中间产物,推测了RhB可能的降解路径。     

Nd2O3掺杂对MnCoNi系NTC热敏电阻电性能的影响

采用传统固相法制备了Co_0.7-xMn_2.1Ni_0.2Nd_xO₄(X=0,0.04,0.06,0.08)样品。利用X射线衍射、SEM、阻值测量等手段,研究了微量Nd₂O₃掺杂对MnCoNi系NTC热敏电阻材料的影响。研究结果表明：在0≤X≤0.08掺杂范围内,随着Nd₂O₃掺杂量的增加,MnCoNi系NTC热敏电阻的晶相结构和阻温特性并没有改变,晶粒变小,电阻率和B值分别由202.8Ω.cm、3432K,上升到2944.7Ω.cm、4152K;老化特性得到显著提高,△R₂₅/ R₂₅和△B_25/50/ B_25/50变化率分别由1.15%,0.75%降至0.31%,0.22%。     

Cu2O/rGO复合材料修饰阴极强化MFC产电脱氮性能及其机理

微生物燃料电池(MFC)在处理含硝酸盐(NO_3^--N)废水时具有同时产电和脱氮的潜力,寻找成本低且改善其产电脱氮性能的阴极修饰材料是MFC在含氮废水处理领域应用的关键。氧化亚铜/还原氧化石墨烯(Cu₂O/rGO)复合材料具有良好的电化学性能,在替代铂基材料提高MFC性能方面具有一定的应用前景。本研究通过还原法制备了Cu₂O/rGO复合材料,并对材料的结构和氧还原性能进行表征；同时,将其负载于阴极碳布后分析其电化学性能,并通过MFC的输出电压、功率密度和NO_3^--N的去除率探究Cu₂O/rGO阴极对MFC产电和脱氮性能的强化作用；通过对反硝化相关酶活性和胞外聚合物的测定,探究Cu₂O/rGO阴极强化MFC性能的机理。结果表明：Cu₂O/rGO复合材料具有大量的介孔结构,能够为电子传递提供更多的通道,并且Cu₂O/rGO复合材料具有良好的氧化还原可逆性；与Pt/C阴极相比,Cu₂O/rGO阴极的交换电流密度升高33.53%,电子转移阻力降低65.53%；Cu₂O/rGO-MFC在处理NO_3^-N废水时获得的最大平均输出电压(662.54 mV)、最大功率密度(26.27 mW/cm^₂)、平均库伦效率(32.02%)和NO_3^--N去除速率(83.33 mg NO_3^--N L/h)均高于Pt/C-MFC(485.33 mV,16.98 mW/cm^₂,7.38%,41.67 mg NO_3^--N L/h)；Cu₂O/rGO复合材料通过提高MFC阴极反硝化关键酶活性和类蛋白组分含量,改善了MFC的产电和脱氮性能。     

2D/2D WO3/Ag:ZnIn2S4 Z型异质结复合物的构筑及可见光催化性能

构筑Z型异质结复合物是光催化领域解决电子-空穴对复合较快的常用方法,其独特的双光子体系能高效的提升光催化速率而备受关注。本文通过水热法原位构筑二维/二维(2D/2D)WO₃/Ag:ZnIn₂S₄ Z型异质结复合物,并且利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光电化学(PEC)和荧光光谱(PL)对其微观形貌、物相结构、元素化学态和光电性能等进行表征分析,以及采用可见光(加λ>420 nm的滤光片)照射来评价2D/2D WO₃/Ag:ZnIn₂S₄ Z型异质结复合物光解水制氢气和光降解甲基橙(MO)的催化性能。结果表明,在2D/2D WO₃/Ag:ZnIn₂S₄ Z型异质结复合物中,随着Ag:ZnIn₂S₄的含量增加,光催化性能也显著增强。当Ag:ZnIn₂S₄的质量分数为35.0%时,复合物表现出最佳的制氢速率(158.93 μmol.g_-1^.h_-1⁾与降解速率(0.18 min_-1^),这为基于WO₃纳米片设计和构筑2D/2D Z型异质结复合物用于可见光催化制氢和污染物降解提供了新的见解。     

热驱动CO2多相催化合成化学品研究进展

由于CO₂分子较高的化学惰性,导致其选择性活化及可控转化极具挑战。相比于电和光驱动CO₂催化转化,热驱动CO₂多相催化转化反应是操作简便、目标产物可调且产品收率较高的方法。通过该类反应实现CO₂还原或非还原制备多种化学品既可促进CO₂的资源化利用,又可有效缓解温室效应,在环保、能源和材料等领域具有重要意义。本综述基于作者在CO₂捕集和转化方面的研究工作,结合近年来国内外的相关文献,对目前热驱动多相催化CO₂转化为CO、CH₄、甲酸、甲醇、碳氢化合物和其它精细化学品的研究现状进行综合评述。重点讨论反应机理、所用催化剂及反应体系的研究进展,并对其未来的研究方向进行了前景展望和探讨。     

Ni/γ-Al2O3催化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢研究

以硝酸镍、γ-Al₂O₃、碳酸铵为原料,采用沉积沉淀法制备 Ni/γ-Al₂O₃催化剂,并将其应用于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)催化加氢。通过XRD、TEM、XPS、₁^HNMR和DSC对催化剂和产物进行了表征。从载体类型、负载量、反应条件以及循环次数等方面对SIS加氢性能进行考察,结果表明：以环己烷为溶剂,反应温度为140 ℃,反应压力为1 MPa的条件下,催化剂展现出最优活性。聚异戊二烯的嵌段加氢度达到85%,副反应苯环的加氢度小于10%。     

Al改性Cu/ZnO催化剂催化苯胺制备二甲基苯胺

通过沉积沉淀法对Al改性Cu/ZnO催化剂进行研究,并利用XRD、BET、NH₃-TPD等对催化剂进行表征。同时对苯胺和甲醇N-甲基化反应制备N,N-二甲基苯胺(N,N-DMA)进行研究,对沉积沉淀法制备的催化剂进行了焙烧条件考察及对N-甲基化反应进行工艺条件优化。结果表明,在拟薄水铝石为铝源、Cu/Zn/Al摩尔比为1:3:1、焙烧温度为400 ℃,焙烧时间为3 h,反应温度为250 ℃,反应压力为1.5 MPa,进料空速为0.3 h^_-1,氮气流量为150 mL/min,苯胺与甲醇摩尔比为为1:7时,苯胺N-甲基化反应效果最佳,苯胺转化率达99.8%,N,N-DMA选择性达92.8%,催化剂进行了720 h稳定性实验,苯胺转化率稳定在99%以上,N,N-DMA选择性稳定在90%以上,催化剂稳定性较好。     

化学共沉淀法合成ZrO2-8wt%Y2O3纳米粉体相转变及晶粒生长行为研究

以ZrOCl₂·8H₂O和Y(NO₃)₃ ·6H₂O为原料，采用共沉淀法合成纳米ZrO₂-8wt%Y₂O₂（8YSZ）陶瓷粉末。利用XRD,SEM,TEM等方法研究纳米8YSZ粉末热处理后相结构、晶粒尺寸和形貌的变化，并分析纳米8YSZ粉末的晶体生长行为。结果表明：凝胶化反应的pH值（9~11）对纳米8YSZ粉末的相结构无明显影响，不同pH值合成的8YSZ纳米粉末在1000℃温度范围内热处理2h后都始终保持单一的四方相结构，在1200℃热处理2h后，仅有少量四方相转变为单斜相。随热处理温度的升高晶粒尺寸逐渐增大。由于晶体生长机制不同，纳米8YSZ粉末的晶粒生长活化能在低温区和高温区不同，均远低于微米级3YSZ材料的晶粒生长活化能（580kJ/mol）。     

致密油藏CO2驱响应性防窜体系的制备及性能

以3-二甲胺基丙胺和油酸为主剂制备具有叔胺结构的CO₂响应性单体N,N-二甲基油酸酰胺丙基叔胺(DOAPA),将其与有机反离子互配构建具有CO₂响应性的蠕虫状胶束(CO₂-TWMS)。通过体系与CO₂接触前后的电导率、化学结构和微观形貌变化表征体系的响应性,结合体系表面活性变化及致密基质/裂缝双重介质CO₂驱替与CO₂-TWMS防窜过程中的压力和采收率变化揭示CO₂-TWMS防窜性能与机制。实验结果表明,当反离子为对甲苯磺酸钠,与DOAPA的摩尔比为1:1时,CO₂-TWMS体系的黏度最大。CO₂和N₂能够刺激体系电导率在0.9ms/cm和1.95ms/cm之间可逆变化、诱导微观形貌在蠕虫状胶束和球形胶束间转换。此外,CO₂能够将体系临界胶束浓度从1mmol/L降低至0.25mmol/L,最低表面张力从30.2mN/m降低至29.1mN/m,体系在气液界面的吸附效率和效能增强,有利于胶束的形成。在致密基质-裂缝双重介质中,CO₂诱导蠕虫状胶束形成,增大驱替过程中的压差,扩大CO₂驱替波及效率,采收率提高22.6%。     

单分散Gd2O3:Eu3+@SiO2的合成及性能

采用溶胶-凝胶法合成SiO₂包覆Gd₂O₃:Eu³⁺球型核壳粒子,并对所得产物进行XRD,FT-IR,SEM,TEM,XDS,PL等测试。XRD结果显示:壳层Gd₂O₃:Eu³⁺在600℃开始结晶,随着煅烧温度的升高结晶性提高。SEM,TEM测试结果显示所得核壳粒子具有高分散、均匀球型形貌、粒径大小300nm左右。在255nm的紫外光激发下,合成的荧光粉具有很强的610nm的特征红光。     

/改性丙烯酸松香杂化涂料的研究

通过共混法制得了紫外光固化纳米SiO₂/改性丙烯酸松香杂化涂料。采用傅立叶红外光谱对其进行表征,并对涂膜的力学性能及耐热性能做了研究。研究结果表明:纳米SiO₂的加入使体系的固化速率减慢,固化时间延长,涂膜交联度下降;同一纳米SiO₂含量下,随着引发剂量的增加和固化时间的延长,涂膜交联度逐步增加;另外,添加纳米SiO₂粒子后,可显著提高涂膜的力学性能,当纳米SiO₂加入量为 10% 时,涂膜硬度达到4H,附着力达到1级;纳米SiO₂的加入对涂膜的外观有一定影响,随着纳米SiO₂加入量的增加,涂膜由无色透明变成淡白色略透明,因此为保证外观质量及涂膜力学性能,纳米SiO₂加入量以在 10% 以内最好;热失重分析证明纳米SiO₂粒子的添加对材料的耐热性能没有明显影响。     

多孔碳海绵封装Na2SO4·10H2O/Na2HPO4·12H2O复合相变材料及其热性能

碳海绵具有低密度、大孔体积、高导热系数等优点,可作为相变材料的良好载体。采用脱脂棉及MgO为原料,合成了具有一定石墨化特性、孔隙率达到96.3%的碳海绵为载体,以Na2SO4·10H2O/Na2HPO4·12H2O为相变介质,制备出多孔碳海绵封装的复合相变材料。结果表明：在700、800℃和900℃制得的碳海绵对相变材料的吸附量分别达到了自身质量的60、75倍和102倍。同时探讨了在不同温度下制得碳海绵封装的材料在5～60℃之间固液相变循环性能,经5 000次循环后,该相变材料的潜热仍在200 J·g–1以上,下降值均在13%以内,导热系数提升率均大于50%。该多孔碳海绵封装的复合相变材料在太阳能储能等领域具有很好的应用前景。     

ZrO2-SiO2 复合气凝胶的制备及其热稳定性研究

为了改善纯ZrO_2气凝胶的高温稳定性,本研究以TEOS为硅源,以硝酸氧锆为锆源,通过滴加环氧丙烷,制备了ZrO_2-SiO_2复合气凝胶,探索了锆硅比例和热处理温度对复合气凝胶结构和性能的影响,结果表明,当锆硅比例为1:1时,制备的复合气凝胶比表面积最大,为551.7 m2/g;1000°C热处理后的比表面积为239.3 m2/g,1200°C热处理后的比表面积为89.5m2/g。与纯ZrO_2气凝胶相比,本研究所制得的ZrO_2-SiO_2复合气凝胶具有更好的热稳定性。     

氯化 Ti3AlC2 陶瓷制备碳化物衍生碳的结构表征

以三元碳化物陶瓷Ti_3AlC_2为原料,在500°C~1000°C温度范围内氯化制备具有纳米孔结构的碳化物衍生碳(Ti_3AlC_2-CDC)。高温氯化制备得到的Ti_3AlC_2-CDC由无定形碳和石墨组成。氯化温度越高,石墨化程度越明显,石墨有序度越高。Ti_3AlC_2-CDC的结构与前驱体Ti_3AlC_2的层状结构保持一致。但随着温度升高,Ti_3AlC_2-CDC会逐渐裂解为单片层或多片层。采用N2吸附技术研究了700°C、800°C和1000°C下制备的Ti_3AlC_2-CDC的孔隙结构特征,通过分析试样的吸附等温线特征和孔径分布探讨了温度对CDC孔结构的影响。     

三水醋酸钠相变储能复合材料改性制备及储/放热特性

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热性能的关键问题。以中低温水合盐相变储热材料三水醋酸钠(SAT)为研究对象,采用熔融共混法将羧甲基纤维素(CMC)和十二水磷酸氢二钠(DHPD)作为添加剂对三水醋酸钠进行了改性研究,通过各成分的配比优化制备了高性能相变储热复合材料,利用DSC及熔融-凝固装置对改性材料进行了热物性和稳定性的测试,分析了不同质量分数的添加剂对相变储热复合材料的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响;在此基础上采用改性的SAT相变储热复合材料构建了高密度储热器并搭建了相变储能热水实验系统,研究了不同运行工况下相变储热器的储/放热性能。结果表明:添加0.5%CMC和2%DHPD的相变储热复合材料有效改善了纯SAT的相分离严重和过冷度大的问题,具有良好的热稳定性,多次循环后复合样品的相变焓为258 k J?kg~(-1),相变温度为57℃,过冷度在2℃以内;相变储能热水系统在不同放热工况下出口水温度均超过50℃,放热过程中相变材料温度变化平稳,储热器的储放热效率高于90%,放热功率大于10 k W,且随着入口水温下降,放热功率、放热量及储放热效率都提高,相变储热器的储能密度是传统水箱的2.6倍。