TiO2@SiO光催化降解不同染料及其机理研究

本文制备了不同Ti负载量的TiO2@SiO2复合材料，通过SEM、XRD、BET、XPS和光谱分析手段对TiO2@SiO2复合材料的微观形貌、晶体结构、化学组成及光学性质进行分析，并进行不同染料的光催化降解实验。结果表明复合材料为球形核壳结构的锐钛矿型TiO2，比表面积较大，光学响应范围蓝移。TiO2与载体SiO2之间形成Ti-O-Si键结构，有助于光生电子空穴的分离，促进活性氧的生成，TiO2与SiO2相界面间产生的缺陷和畸变形成较多的氧空位，也有助于催化降解。实验对比了甲基橙(MO)和罗丹明B (RhB) 两种染料的降解过程，发现复合材料的吸附作用对染料分子的降解速率和降解途径均有明显的影响，复合材料表面的负电位对RhB分子的二乙氨基有强烈吸附作用并使该基团首先解离，促使该溶液发生了特征蓝移效应，吸附与活性氧协同作用加速了染料分子的降解。通过清除剂实验还证明，在可见光下MO和RhB染料溶液降解过程中超氧自由基是最主要的活性物质，其他种类的活性氧起到了辅助的作用。本论文研究内容有助于了解不同染料的吸附降解过程，同时促进光催化技术在污水处理中的应用。     

沸腾氯化法制备四氯化钛过程热力学分析

为进一步研究沸腾氯化法制备四氯化钛的反应过程,以攀枝花典型高钛渣为原料,利用FactSage软件中的Reaction模块和Equilib模块对该体系进行热力学分析和化学平衡计算,通过综合分析反应过程中的温度、氯气配比、配碳比、压力等因素对四氯化钛、碳氧化物及其他金属氯化物的影响,确定反应过程的最佳物料配比和生产控制参数。根据模拟计算结果分析并参考多个企业的生产情况,确定了最佳温度区间为1 000～1 050℃,氯钛比3.0,配碳比100∶35,建议采用常压操作。对各个影响因素所产生的热力学影响结果的讨论,弥补了实际生产和已有实验分析中的不足,较全面地分析了物料配比与控制条件的具体影响结果,可为现有生产过程的优化改进提供一定参考。     

核电板壳型支撑件的应力评定

针对某种核电板壳型支撑件,采用ANSYS WORKBENCH平台的mechanical模块,利用接触对确定支撑件零件之间的连接关系,从而合理地建立了有限元计算模型,分析得到支撑件的应力分布情况。依据ASME规范第Ⅲ卷NF分卷及附录对其进行应力评定。通过本文的实例应用,探索了ANSYS接触分析在核电支撑件中的设计应用。     

无机纳米材料改性壳聚糖静电纺纳米膜的应用

在壳聚糖与聚合物的混合溶液中加入适当的无机纳米颗粒,通过静电纺丝可制得具有独特性质、适应特殊需求的纳米纤维产品,这也是壳聚糖静电纺丝技术的重要发展方向之一.目前已经研制出许多具有特殊功能性和潜在应用价值的壳聚糖纳米纤维产品,文章从组织修复、抗菌应用、吸附金属离子和其他应用等方面进行了综述,对部分壳聚糖纳米纤维的应用进行了简述.     

无机抗菌材料抗菌机理研究进展

无机材料作为抗菌剂进入人们的视野以来,其材料特性与抗菌机理不断得到研究.无机抗菌材料主要分为金属离子型(如Ag、Cu、Zn等)与金属氧化物光催化型(如TiO2、ZnO等),将其制备成纳米级材料后,其由于比表面积增大,可以更好地吸附于微生物,获得更好的抗菌效果.同时,相比于有机抗菌材料和天然抗菌材料,无机抗菌材料具有毒性低、稳定性高、耐久性好、不容易引起细菌耐药性的优点.然而,近些年对无机抗菌材料抗菌机理的提出与研究缺乏系统的分析和论证,大部分研究人员仅对某一金属型抗菌材料提出该种材料的抗菌机理.银系抗菌材料的抗菌机理是无机抗菌材料中研究较为深入的,一般认为银系抗菌材料释放出Ag+,Ag+吸附于细菌表面,然后击穿细胞膜进入细胞内部与细胞内容物发生反应,最后导致细菌失活.而金属氧化物光催化型(如TiO2)抗菌材料由于其较宽的光学带隙在光照的条件下可发生光催化反应,从而产生大量如·OH、·O2-一类的自由基,当这些自由基与细胞接触时,与细胞内有机物反应,导致细菌失活.本文归纳了各种无机材料的抗菌机理研究方式及内容,并对其进行了总结分析,根据抗菌活性物质和作用对象将抗菌机理分为三类:直接接触型、溶出-渗透型和催化氧化型.目前的研究表明,三种抗菌机理往往共同存在,相互交错,对其机理分析仍不透彻,因此建议从分子生物学和基因层面,比如细胞修复、蛋白质转换等方面揭示抗菌机理.     

Cu2+/Tb2O3抗菌硅胶的制备及其抗菌行为

以硅酸钠为硅源,运用溶胶-凝胶法制备出硅胶载体,采用液相浸渍法制备得到Cu²⁺/Tb₂O₃抗菌硅胶。选用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）等对材料进行表征,结果表明：Cu²⁺/Tb₂O₃抗菌硅胶结构蓬松多孔,铜以CuO/Cu(OH)₂、铽以Tb₂O₃的形态负载于硅胶载体上。对样品进行最低抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）检测可知,添加稀土铽离子能有效提高抗菌硅胶的抑菌和杀菌性能。通过对材料的溶出液离子含量、比表面积和CuO晶粒尺寸研究发现,添加铽离子后材料中铜离子的溶出量从7.22mg/L增加到11.82mg/L,比表面积从115.5m²/g增加到129.3m²/g,CuO晶粒尺寸从107nm降低至76nm,并由此探讨铽离子对材料抗菌性能提升的作用机理。     

无定形MnOx/SiO2催化剂的合成及低温催化氧化甲醛机理

甲醛因其污染范围广、持续时间长、危害性大等特性被视为室内有害物质的头号“杀手”。本文采用自组装法于SiO₂表面原位生长MnO_x（MnO_x/SiO₂催化剂）并用于低温催化氧化甲醛的研究,XRD、SEM-EDS、TEM和BET表征显示,MnO_x以无定形态均匀地分布在SiO₂载体表面,同时考察了MnO_x的负载量以及煅烧温度对甲醛催化活性的影响。实验结果表明,优选的质量分数13% MnO_x/SiO₂无定形催化剂具有较大的比表面积（高达164.85m²/g）和丰富的活性位点（Mn³⁺,75.6%）,而较大的比表面积有利于更多的甲醛分子吸附在催化剂表面并进行活化反应。对甲醛进行连续性动态检测,结果显示催化剂在连续催化6h后仍保持80%以上的去除效率,表明无定形催化剂具有良好的低温催化效果。随着温度的升高,催化甲醛过程中间产物（甲酸根）被进一步分解,有利于催化剂的再生使用,当温度达到90℃时,甲醛的去除效果可达90%。     

赤泥中浸出钪的工艺条件及动力学研究

对某厂拜耳法生产氧化铝的副产物富钪赤泥进行了钪的酸浸工艺条件和动力学研究。考察了赤泥粒度、浸出温度、液固比对钪浸出率的影响,建立了钪的酸浸动力学模型。结果表明:颗粒直径65~80μm、反应温度90℃、液固比3∶1,钪的浸出率可达80%以上;钪的酸浸过程符合收缩未反应芯模型,动力学方程为1-(1-XB)2/3-2/3XB=Kt,活化能为19.55 kJ/mol,该反应主要受固膜扩散过程控制。     

Synthesis,characterization,and antimicrobial properties of Cu-inorganic antibacterial material containing lanthanum

In this paper a kind of new inorganic antibacterial material:Cu-antibacterial white carbon black containing lanthanum was synthesized.The characterization and antimicrobial effect of the Cu-antibacterial white carbon black containing lanthanum was investigated.Inorganic antibiotic materials comprised the carrier,the antibacterial ion and the additive.In this study,we choosed white carbon black as the carrier,which was compound by a sol-gel method.Copper ion was selected to be the antibacterial ion,and lanthanum nitrate was selected to be the additive.The as-synthesized Cu-La-antibacterial white carbon black was characterized by inductively coupled plasma(ICP),laser particle size analyzer,Fourier transform infra-red spectroscopy(FT-IR) and antibacterial activity test(Escherichia coli as experimental bacterium).Results showed that the amount of antibacterial ions of the Cu-La-antibacterial white carbon black was higher than that for the general Cu-antibacterial white carbon black.Its bacteriostasis rate was about 98%(when the content of Cu2+ was about 3%),and corresponded to Ag-antibacterial white carbon black(99%).The particle size of Cu-La-antibacterial white carbon black was under 30 μm with a narrow size distribution.Copper ion was bound to white carbon black by ion exchange process.Moreover,this new inorganic antibacterial material showed promising result on the coating surface of metal.     

铜型抗菌白炭黑的改性研究

通过添加表面活性剂和有机溶剂对铜型抗菌白炭黑进行改性研究.并运用ICP、粒度分布仪对改性后铜型抗菌白炭黑中抗菌离子含量、粒度进行了表征;利用菌落计数法对改性后材料的抗菌性能进行了研究;并与未改性的铜型抗菌白炭黑进行比较.结果表明,改性后的铜型抗菌白炭黑中,抗菌离子含量高于未改性前;结构较改性前松散,且分散性好;平均粒径为3μm且均一;杀菌率达99%以上.具有较好的热稳定性和光稳定性.