NH4Cl辅助热解制备镍-氮-碳纳米管催化剂及其电还原CO2性能

二氧化碳（CO₂）的资源化利用是实现“碳达峰,碳中和”的重要手段。在众多CO₂转化技术当中,电催化CO₂还原反应因反应条件温和、工艺过程简单等优点,被认为是极具应用前景的减碳技术之一,其关键在于高效、高稳定性电催化剂的开发。过渡金属-氮-碳（M-N-C）材料是电还原CO₂生成CO的有效催化剂,针对其高温热解制备过程中活性金属原子容易聚集且氮原子流失严重,进而使得活性位密度降低,催化性能下降等问题,本文提出以双氰胺（DCDA）为碳源和氮源,以乙酰丙酮镍（Ni（acac）₂）为金属源,以氯化铵（NH₄Cl）为第二氮源和造孔剂,采用简单的NH₄Cl辅助热解-酸刻蚀的方法制备得到镍-氮-碳纳米管（Ni-N-CNTs）电还原CO₂催化剂,并详细考察NH₄Cl添加量对催化剂结构和催化性能的影响。表征结果表明：NH₄Cl的加入有利于催化剂纳米管状形貌和多级孔结构的生成,同时有利于催化剂中Ni-Nx （1.6%,摩尔分数）和pyridinic-N （1.75%,摩尔分数）物种含量的增加。一系列性能测试结果表明：催化剂的活性中心为Ni-Nx,同时pyridinic-N的存在也有利于催化性能的提高,当前体中NH₄Cl加入量与氮源和金属源总质量比为1∶1时,所得Ni-N-CNTs-1催化剂催化性能最好,在电压为-0.65 V （vs RHE）时,CO法拉第效率最高达92%,此时CO部分电流密度为8 mA·cm^-2。此外,该催化剂还表现出良好的催化稳定性,连续恒电位电解12 h,催化性能基本不变。该催化剂制备工艺简单,制备条件可控,研究结果可为高效M-N-C电还原CO₂催化剂的设计和制备提供一种切实有效的研究思路和方法。     

两亲聚合物改性PVDF膜处理含油废水的研究

合成了一种两亲聚合物并共混到PVDF中,通过相转化法(L-S)制备改性PVDF平板膜,研究了改性膜在含油废水处理中的应用.通过对浓度为80～240mg/L含油水的膜分离实验表明,改性膜比纯PVDF膜的截留率和水通量都有显著提高.纯PVDF膜除油率最高达89.1％,而改性膜除油率最高达97.0％.衰减趋稳后,纯PVDF膜水通量在20 L/(m2·h)左右,而改性膜水通量稳定在50 L/(m2.h)左右.     

新型丙烯酸酯透明材料的合成

以异氟尔酮-二异氰酸酯、甲基丙烯酸-β羟乙酯、聚乙二醇等为主要原料,利用大单体合成技术。制备了聚氨酯丙烯酸酯大分子单体,将其交联固化得到一种新型的透明高分子材料。该类材料的透光率在92％以上、热变形温度在280℃以上,且冲击强度高、耐磨性好、尺寸稳定性高。     

悬浮聚合法制备聚苯乙烯磁性微球

本文以聚乙烯醇/水为介质,苯乙烯为单体,在经3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(3-MPS)表面修饰的Fe3O4磁性颗粒的存在下,采用悬浮聚合法,制备了聚苯乙烯磁性微球。分别用X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、热重分析(TGA)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、振动样品磁力计(VSM)等方法对磁性微球的结构和性能进行了表征。实验结果表明,所合成的磁性微球为球型结构,平均粒径约为2μm,尺寸分布较均匀,具有超顺磁性。     

金纳米粒子在液／液界面自组装

以甲苯作溶剂,硼氢化钠作还原剂,在液/液两相界面处,通过还原氯金酸的方法制备了金纳米粒子.分别研究了4-辛基溴化铵作为相转移剂和稳定剂制备的金溶胶体系,并用紫外可见分光光度计、红外光谱、原子力显微镜分别对金纳米体系及其自组装行为进行了表征.结果表明:配体修饰后,金溶胶在有机相的原溶液中是相当稳定的,但继续补加甲苯或其他物质后,金溶胶体系变得不太稳定,并很快趋于沉降状态.     

无机替代碱用于湿化学合成磷酸铁锂微晶

磷酸铁锂是一种重要的正极材料,目前主要采用固相反应法生产。相关文献中使用氢氧化锂的湿化学沉淀法通常仅用1/3的氢氧化锂作为锂源,却要消耗2/3昂贵的氢氧化锂作为碱源来起到中和作用。使用廉价的氨水替代作为碱源的氢氧化锂,合成出了平均粒径约为200nm的纯相磷酸铁锂微晶材料,研究了无机替代碱用量、回流温度、回流时间、焙烧温度等因素对产物结构的影响,分别用粉末XRD和FESEM方法测定了产物的结构与织构特征。     

笼形八聚(羧乙基羰氨基丙基)倍半硅氧烷的合成与表征

以笼形八聚(γ-氯化铵丙基)倍半硅氧烷(OCAPS)与丁二酸酐为原料进行了酰胺化反应,合成了笼形八聚(羧乙基羰氨基丙基)倍半硅氧烷(OCPS),产率约为60%,产物易溶于DMF(二甲基甲酰胺)和DMSO(二甲基亚砜)等强极性溶剂,微溶于水,不溶于THF(四氢呋喃)和氯仿等有机溶剂,经FT-IR、1 H-NMR和29Si-NMR验证了其化学结构。利用XRD和SEM研究了其聚集态结构,结果表明,OCPS为多晶结构,在本体状态下聚集为微米级的立方体块状颗粒;EDS能谱分析表明,OCPS的各组成元素比例与理论值接近;热重分析表明,OCPS在226℃和511℃有2次较大的失重,分别对应羧基的脱除和有机取代基的分解。     

胺类固化剂-插层剂体系对粘土在环氧树脂中剥离的影响

在对胺类固化剂-插层剂体系分析的基础上,选定叔胺类固化剂(BDMA)-Bronsted酸类插层剂(CH3(CH2)11NH3Cl)体系,制得了环氧树脂/粘土纳米复合材料,复合材料的XRD分析表明粘土在环氧树脂中已经剥离.结合有关研究成果,得出以下结论:在其他条件合适的情况下,只要插层剂为Bronsted酸类或者固化剂为叔胺类,就能得到剥离型的环氧树脂/粘土纳米复合材料.     

膨润土在废水处理中的应用综述

随着环境保护标准的日益严格，开发新型、廉价、高效的水处理材料也日趋紧迫。首先简要地介绍了非金属矿物材料——膨润土的矿物学特征。这些特征使得膨润土具有许多优良的基本特性，如电负性、离子交换性能等等。如果进一步针对膨润土的一种或者某些特性加以改性，膨润土就非常有可能在实际工程中被广泛应用。其次较为详细地综述了膨润土在废水处理中应用的现状，主要是作为制备吸附剂和絮凝剂的原料。而且，由膨润土改性所制成的吸附剂或絮凝剂对废水中的无机、有机污染物都有较为理想的去除率。最后，对膨润土的应用前景进行了展望。     

新型两亲性聚氨酯丙烯酸酯大单体的合成及性能研究

以异氟尔酮-二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG)、二羟甲基丙酸(DHMPA)、甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)等为原料,合成了一种新型的功能性大单体。该大单体具有两亲性和可聚合性,可用作反应型表面活性剂——可聚合乳化剂,与传统乳化剂 OP-10与十二烷基硫酸钠相比,具有优异的乳化性能和独特功能。