煤基多孔炭膜去除压载水中微藻的研究

针对船舶压载水转移所引起的外来生物入侵问题, 开发了以廉价煤为原料经挤压成型、炭化等工艺制备出煤基管状多孔炭膜。分别采用扫描电镜和气体泡压技术对煤基炭膜的微观形貌和孔结构特性进行表征, 并详细考察了压载水处理过程中微藻种类、跨膜压差、错流速率以及微藻密度对处理效果的影响。实验结果表明, 煤基炭膜表面光滑, 孔隙结构发达, 孔径均一, 这非常有利于处理压载水中微藻。压载水中微藻尺寸越大, 膜的稳定通量越小; 增大跨膜压差, 膜的稳定通量增幅变缓, 尤其对含有小球藻和叉鞭金藻的模拟压载水, 因其尺寸与炭膜平均孔径相近, 容易受压变形进入膜孔形成膜内污染, 变缓程度更为明显; 增大错流流速可增大膜表面剪切力, 减少微藻在膜表面堆积, 提高炭膜的稳定通量; 提高藻液密度, 加重膜表面污染, 降低膜的稳定通量。经炭膜处理后, 渗透液中均未检出微藻的存在, 显示出煤基多孔炭膜在船舶压载水处理领域具有潜在的应用前景。     

Ni掺杂SnO_2的光谱特性及气敏性能研究

采用溶剂热法将Ni掺杂到纳米SnO2中,分别利用TEM、EDAX、XRD、Raman和XPS表征了Ni掺杂后SnO2的微观形貌、结构和元素组成特征,分析了Ni掺杂对增强SnO2气敏性能的作用机理。实验结果表明,Ni的掺杂可抑制SnO2晶粒增长,减小SnO2晶粒尺寸,进而提升传感器的气敏性能。少量的Ni掺杂能够使Ni2+进入SnO2晶格中取代Sn4+产生氧空位,促进SnO2气敏性能的提高;而当Ni掺杂量达到30%时,会导致部分Ni以其他的形式存在于SnO2晶体表面上,降低SnO2气敏性能。     

杂化Cu2O/Cu纳米粒子的水相合成及强化光降解甲基橙的催化活性研究

为了优化Cu2O纳米粒子的光催化性能,论文以抗坏血酸作为还原剂、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂采用水相合成的方法通过调控反应温度制备出杂化Cu2O/Cu纳米粒子。利用SEM、XRD和N2吸附技术对Cu2O/Cu纳米粒子的形貌特征和结构性能进行表征。同时,也研究Cu2O/Cu纳米粒子催化降解甲基橙(MO)的效果和降解反应动力学。实验结果表明,制备的杂化Cu2O/Cu纳米粒子为“鹅卵石”形状,粒径尺寸范围在20至40nm之间,与纯Cu2O粒子相比相比,杂化Cu2O/Cu粒子具有尺寸小、比表面积大的特点。由于杂化材料中引入了Cu纳米粒子,促进了Cu和Cu2O和之间的界面电荷转移,使得Cu2O/Cu纳米粒子展现更优异的催化性能。Cu2O/Cu催化降解MO的反应符合一级动力学反应模型。经过四次循环使用后,杂化Cu2O/Cu仍然能表现出良好的催化活性。