新型坡缕石/多羟基树状高分子复合材料的制备及性能研究

以NaBH4还原水杨醛席夫碱修饰坡缕石为核,采用发散法通过与三聚氯氰、4-氨甲基哌啶、水杨醛、NaBH4还原的重复反应制备了1.0~2.0 G多羟基树状高分子/坡缕石复合材料,利用红外光谱、元素分析、热重对复合材料结构进行了表征,扫描电子显微镜测定了复合材料的外部形貌。吸附实验表明：该复合材料对废水中有机酚、重金属离子的吸附能力优于坡缕石原土,10 mg第二代树状高分子/坡缕石在293K,对初始质量浓度是50 mg/L的对硝基苯酚、对苯二酚、Pb(II)的吸附量分别是35.3 mg/g、34.02 mg/g、44.8 mg/g,吸附动力学拟合结果符合拟二级动力学方程。     

CdS/Zn-Fe LDO复合材料光催化降解孔雀石绿

采用沉淀法将CdS与锌铁层状双金属氢氧化物（Zn-Fe LDH）复合，高温煅烧后得到CdS/ZnO-ZnFe2O4复合材料（CdS/Zn-Fe LDO）。利用XRD、SEM、UV-vis DRS及PL对复合材料的结构、形貌、光学性能进行了表征。研究了该复合材料在可见光下对孔雀石绿的光降解，结果表明：CdS/Zn-Fe LDO复合材料对孔雀石绿的光催化降解能力高于CdS或Zn-Fe LDO，其中，m(CdS) : m(Zn-Fe LDH)=1 : 1配比制备的CdS/Zn-Fe LDO（1:1）光催化活性最大。光照20 min，20 mg CdS/Zn-Fe LDO（1:1）对20 mg/L孔雀石绿的光降解率为96.6%。此外，该复合材料还可降解罗丹明B、亚甲基蓝、甲基橙、结晶紫等染料且光降解反应符合一级反应动力学。     

木耳状g-C3N4的合成

以三聚氰胺、三聚氯氰为原料,550℃热聚合法制备了g-C_3N_4(FCN)。~(13)CNMR、XRD证明该g-C_3N_4的结构单元是3-s-三嗪环,电镜照片显示FCN形貌为木耳状,边缘较厚。原料三聚氯氰、三聚氰胺分别是4 g和2 g时,N_2吸附-脱附测定FCN1的比表面积为156.25 m~2/g,孔径60 nm。UV-Vis漫反射测试FCN1的吸收边缘为482 nm,对应禁带宽度2.57 eV,PL光谱显示FCN1光致发光强度最弱。可见光照射下,30 mg FCN1加入30 mL(30 mg/L)的罗丹明B(RhB)溶液中,50 min后RhB的光降解率是99.62%,光催化剂循环实验表明该木耳状g-C_3N_4具有良好的稳定性。     

坡缕石/Al掺杂CdS复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶剂热法制备了坡缕石/Al掺杂CdS复合材料(PGS/CdS-Al),运用XRD、XPS、SEM、UV-Vis DRS及PL对材料的结构、形貌以及光学性能进行了表征.结果表明,Al元素成功掺杂到CdS中,CdS的晶体结构没有改变,但其禁带宽带变宽.可见光照射下,该复合材料对孔雀石绿、亚甲基蓝、甲基橙、结晶紫、罗丹明B有机染料均有光催化降解活性,且对罗丹明B的光催化降解效果最好.光照40 min,质量浓度为0.67 g/L 15％PGS/CdS-Al(15％为PGS的负载量,以生成的CdS质量计)对30 mL质量浓度为20 mg/L罗丹明B的降解率为98.7％,反应主要活性基团是h+.该降解反应符合一级动力学,反应速率常数为0.067 min–1.     

光敏性多元核-壳微球絮凝剂的制备

以Stöber法制备的单分散SiO2为核,采用溶胶-凝胶、界面沉积和表面活性剂模板法制备了多元核-壳结构微球SiO2@TiO2-Ag@SiO2,利用FT-IR、SEM、XRD、UV-Vis DRS、N2吸附-脱附、XPS对其结构和形貌进行了表征。结果显示：微球平均孔径、比表面积分别为2 nm、72.73 m2/g;受最外层SiO2影响,XRD未观察到锐钛矿相TiO2的特征衍射峰;紫外-可见漫反射光谱证实SiO2@TiO2-Ag@SiO2在365 nm处有吸收。在模拟太阳光照射下100 min,SiO2@TiO2-Ag@SiO2微球对亚甲基蓝(MB) 的光催化脱色率为97.6％;自然光下,对甲基橙溶液(MO)的絮凝沉淀时间为40 min,脱色率达99.7％。     

坡缕石负载硅钨酸催化合成乙酸正丁酯

为减少酯化反应中常用液体催化剂带来的毒性和污染性并考虑到催化剂的可回收利用性,本文利用回流蒸发吸附法制备了坡缕石负载的十二硅钨杂多酸多相催化剂,并用红外光谱进行了表征.研究表明,12-硅钨酸与坡缕石发生相互作用且仍保持Keggin结构.将该物质作为催化剂用于乙酸正丁酯的合成,采用正交实验测定了影响酯化反应的工艺条件,反应温度115℃,醇酸的量比为n(正丁醇)∶n(乙酸)=1∶1.1,带水剂环己烷6 mL,反应时间70 min时,产率可达77.3%.催化剂稳定性实验表明载体上的活性物质仍存在部分流失.这是由于杂多阴离子部分溶解于反应介质中的缘故.     

坡缕石负载硅钨酸催化剂的制备及性能研究

以回流蒸发吸附法制备了坡缕石负载的Keggin型硅钨杂多酸催化剂,并用红外光谱、X-射线粉末衍射、热重分析,扫描电镜对其进行了表征.采用正交实验法和单因素法探讨了催化剂用量、酸醇物质的量比和反应时间等因素对合成柠檬酸三丁酯反应的影响,找到了最佳反应条件并进行了稳定性测试.实验结果表明,酸化坡缕石负载硅钨酸催化合成柠檬酸三丁酯的优化反应条件为:n(柠檬酸):,(正丁醇)=1:4(物质的量比),反应时间为2.5 h,反应温度为145℃,催化剂2.0 g,柠檬酸0.05 mol,在此条件下,最高酯化率可达96.5%.催化剂的性能较好,便于与产物分离,可以回收使用.     

聚苯胺掺杂磷钨酸催化合成柠檬酸三辛酯

采用回流蒸发吸附法制备聚苯胺掺杂磷钨杂多酸,用红外光谱和X-射线粉末衍射表征其结构并进行了热重分析;以之为催化剂,通过柠檬酸和异辛醇反应合成了柠檬酸三辛酯(2-乙基己酯),探讨了磷钨酸掺杂聚苯胺催化剂对酯化反应的催化活性.利用单因素法系统考察了酸醇物质的量比,催化剂用量以及反应时间诸因素对产品收率的影响.确定了最佳的反应条件,即在柠檬酸为0.025 mol时,使醇酸物质的量比为1:5,反应时间2.0 h.反应温度为150℃,催化剂使用量为1.4 g时,酯化率可达95.8%.另外,催化剂的稳定性试验表明,4次反应的酯化率依次有所降低.     

羧甲基纤维素钠/坡缕石(CMC/PGS)复合材料的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附

碱性条件下,将羧甲基纤维素钠(CMC)负载到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)修饰的坡缕石(PGS)表面,得到羧甲基纤维素钠/坡缕石(CMC/PGS)复合材料,利用FT-IR、XRD和SEM/EDS对其进行表征.考察了溶液pH值、吸附时间、吸附温度、pb2浓度对pb2吸附量的影响,当温度为291 K时,在初始质量浓度为100 mg/L、pH =5.0的pb2水溶液中,加入10 mg吸附剂对pb2的最大吸附量是97.8 mg/g,该吸附剂对pb2+的等温吸附曲线属于Langmuir型.     

阴-阳离子有机坡缕石对对苯二酚的吸附行为

采用微波辅助法制备了一系列阴-阳离子表面活性剂改性坡缕石,研究了改性坡缕石对水中对苯二酚的吸附.结果表明,经阴-阳离子表面活性剂改性后的坡缕石对对苯二酚的吸附能力远大于坡缕石原土及阳离子表面活性剂改性的坡缕石.改性坡缕石对对苯二酚的最大吸附量为137.5 mg/g.等温吸附过程可以用Langmuir方程进行较好拟合,热力学函数计算表明,吸附剂对对苯二酚的吸附是自发的放热过程,吸附热和熵变分别为-93.582 kJ/mol和-299.32 J/mol·K,吸附自由能随温度的升高而增加.