Synthesis of Cr_2AlC from Elemental Powders with Modified Pressureless Spark Plasma Sintering

We introduced a modified pressureless sintering strategy by SPS with a new T-shape die and tapered punches, which helps the evaporation of melted Al and reduces the sample sticking with the inner wall of the die. Thus, the die breaking risk in the sintering process or the de-molding process is avoided at all. At a low temperature and short holding time, a high purity of Cr_2 AlC was obtained in this SPS process from the optimization of different molar ratios of raw materials. Simultaneously, the high porosity of the as-obtained sample was also a distinguishing feature worth noticing. The reaction mechanism for this process was also discussed in detail. This study presented a new venue for future development of high purity "MAX" materials and others related materials by a modified pressureless sintering strategy.     

剥离时间对二维Ti_3C_2吸附染料污染物性能的影响

对Ti3AlC2进行氢氟酸(HF)腐蚀剥离,获得不同剥离程度的二维Ti_3C_2材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对不同剥离时间获得的样品晶体结构和微观形貌进行表征,采用紫外分光光度计测试其作为吸附剂对阳离子型亚甲基蓝(MB)和阴离子型刚果红(CR)有机染料的吸附性能,从吸附动力学和热力学角度分析吸附机理。结果表明:随着HF腐蚀剥离时间的延长,二维Ti_3C_2材料片层间距增加,对阳离子型亚甲基蓝、阴离子型刚果红有机染料均表现出较好的吸附性能,并符合准二级吸附动力学模型以及Langmuir和Freundlich吸附等温线拟合模型,说明该吸附过程是以化学吸附为主要吸附机制、单分子和多分子吸附模式共同作用、协同吸附的过程,并因阴阳离子染料的不同,作用机理不同,表现差异性吸附行为。     

Ni包覆Al2O3粉体的RCVD法制备及机理研究

金属Ni包覆于陶瓷粉体的表面,可以促进其烧结、提高导电性或赋予新的功能性质.本文采用旋转化学气相沉积法(RCVD),利用二茂镍(NiCp_2)前驱体的热分解,借助载体氢气对反应的催化促进作用,在Al_2O_3粉体表面包覆了均匀分散的Ni纳米粒子,并研究了包覆温度和原料供应速率对反应产物物相、粒度和形貌的影响规律.研究表明,在包覆温度为450~550℃、前驱体二茂镍(NiCp_2)供给速率为(0.6~2.0)×10~(-6)kg/s条件下,通过对反应过程中镍纳米粒子的包覆温度和前驱体二茂镍(NiCp_2)供给速率调控可对镍纳米粒子的粒径大小和包覆层数进行调控.结合实验结果,分析了载体氢气对二茂镍反应的催化促进作用,阐述了旋转化学气相沉积条件下Ni纳米粒子在Al_2O_3粉体表面均匀包覆的过程与机制.通过调控包覆温度和原料供应速率,可以影响前驱体二茂镍的分解行为,从而调控镍纳米粒子在Al_2O_3粉体表面的包覆状态.     

巯基接枝氧化石墨烯/聚酰胺复合膜制备及反渗透脱盐性能

反渗透膜技术作为脱盐的核心技术,在海水和苦咸水淡化、超纯水制备、污水回水等领域具有广泛应用前景,但其渗透性-选择性之间的 “trade-off” 效应仍是限制反渗透技术发展的一大挑战。本研究将表面功能化(接枝巯基官能团)的氧化石墨烯(GO)掺入间苯二胺水相溶液中,通过水相间苯二胺和有机相均苯三甲酰氯界面聚合的方法制备出巯基接枝氧化石墨烯(GO-SH)/聚酰胺(PA)反渗透复合膜。利用TEM、SEM、EDS、FTIR和NMR对接枝后粉体进行表征,利用2 g·L?1 NaCl水溶液测试膜的脱盐性能,优化了界面聚合水相pH和反应时间的设定。研究结果表明,GO-SH能够更均匀地分散在PA中,优化后的pH为11,反应时间为4 min,当改性后粉体含量为0.09wt%时,复合膜水通量可达48 L·m?2·h?1,脱盐率达到99.6%,相较于本实验接枝前纳米材料复合的PA膜分别提高了30% 和2.54%。表面功能化的GO有效地解决了无机纳米粒子和有机聚合物的相容性,提高膜脱盐性能,有望进一步降低反渗透项目的运行成本。      

无机纳米材料填充混合基质反渗透膜的研究进展

反渗透是一种以渗透压为推动力,从溶液中分离出溶剂的操作,以能耗低、成本低和环境友好等优势成为了脱盐领域的主流技术,主导着全球海水/苦咸水淡化市场.作为反渗透的核心,反渗透膜仍然存在着水通量、截盐率难以满足日益提升的需求和耐久性不足的问题.以无机纳米材料为基础的混合基质反渗透膜的发展为解决这一难题注入了新的活力,已有较多...     

磺酸基改性二维Ti3C2Tx纳米材料制备与Pb2+吸附性能

对二维Ti₃C₂T_x材料进行了磺酸基团接枝改性(Ti₃C₂T_x—SO₃H),表征了改性前后微观结构的变化,研究了对重金属Pb2+的吸附行为与机制。XRD、FTIR及EDS表明磺酸基团在Ti₃C₂T_x表面成功接枝,而SEM则发现Ti₃C₂T_x?SO₃H呈现较Ti₃C₂T_x更轻薄的层状结构。改性后,Ti₃C₂T_x—SO₃H对重金属Pb2+20 min内达到吸附平衡,最大吸附量达到733.6 mg·g?1,较Ti₃C₂T_x吸附量提升了23%,且吸附量随着pH(2~6)的增加而逐渐增大,在Mg2+、Ca2+、Co2+、Zn2+等共存离子的干扰下,仍保持较高的吸附水平。机制分析表明,改性前后吸附过程均符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线拟合模型,以单分子层化学吸附为主,但由于磺酸基团提供了更多的吸附饱和活性位点,并提高了Ti₃C₂T_x在水溶液中的分散性,使改性后对Pb2+吸附性能更优异。