HAP模板法制备有序多孔炭材料及其电性能研究

利用纳米羟基磷灰石(HAP)为模板,麦芽糖(MO)为碳源,通过固化、炭化等过程,制备有序多孔炭材料(HAP-C)。采用扫描电镜(SEM)、N2吸/脱附以及电化学分析方法等对HAP-C进行物理表征和电化学性能分析。结果显示,HAP/MO的质量比对HAP-C的比表面积、孔结构以及电化学性能有着重要影响。制备的多孔炭呈海绵骨架结构,具有较高的比表面积(1 073.5 m2/g)和大的孔容(3.28 cm3/g)。电化学测试显示,当HAP/MO的质量比为1∶2(HAP-C-1∶2)时,具有较高的质量比电容,在扫描速度为5 m V/s时,质量比电容达198 F/g;倍率性能测试显示,当电流密度增大25倍时,质量比电容保持率为58.0%,显示出良好的倍率性能。     

改性橙皮吸附废水中孔雀石绿条件的优选试验

为了提高橙皮的利用价值,以橙皮为原料,经环氧氯丙烷改性处理得到新型吸附剂,研究了改性橙皮对孔雀石绿的吸附性能。采用单因素试验考察了吸附剂用量、 pH、初始浓度及吸附时间等因素对吸附的影响,通过正交实验确定了最佳吸附条件。结果表明：20℃时, pH为7,初始浓度为600 mg／L,吸附剂用量为0．08 g,吸附时间为3 h,改性橙皮对孔雀石绿的吸附量可达285．45 mg／g。改性橙皮对含孔雀石绿废水的吸附性能明显高于未改性橙皮。     

应用型高校化工虚拟仿真教学中心建设的探析

近年来,以化工类专业为导向的虚拟实验教学模式,有效解决传统化工类专业理论与实践脱离的突出问题,对培养新工科应用型人才具有重要意义。本文结合应用型人才培养需求,分析了传统化工实验教学存在的主要问题;探讨了绿色化工技术虚拟仿真实验教学中心建设的意义、思路以及建设内容;论述了中心的功能、创新模式以及所取得对的成果。实践教学应用表明,该教学模式对提高学生的理论水平和实践能力,培养应用型人才具有良好效果。     

高性能超级电容器用氧化钌/氮掺杂多孔碳复合材料的研究

采用快速、简便的两步合成法,将RuO_2纳米粒子均匀地负载在氮掺杂多孔碳(NPCs)上,形成RuO_2/NPCs复合材料。首先以壳聚糖为前驱体,SiO_2纳米颗粒为硬模板,制备出比表面积高、呈三维多孔结构的氮掺杂多孔碳材料;在此基础上,将RuO_2纳米粒子通过溶胶-凝胶法均匀负载到NPCs碳骨架的表面和孔隙中,得到RuO_2/NPCs-800复合材料。研究结果表明,RuO_2均匀负载在NPCs的碳骨架上,有效地提高了复合材料的导电性;同时,电化学性能测试显示,RuO_2对复合材料的电化学性能有显著提高,当电流密度为0.5 A/g时,RuO_2/NPCs-800复合材料的比电容高达411.5 F/g,相当于同等条件下NPCs(123.9 F/g)的3.3倍;同时显示较好的循环稳定性,在5 A/g电流密度下,5000次循环后,只有6.3%比电容降低。     

酸解法回收硫铁矿烧渣中铁的研究

应用酸解—水浸法回收了硫铁矿烧渣中的铁。探讨了加水量、硫酸用量、酸解温度及酸解反应时间对铁回收率的影响。对酸解过程作了动力学考察,发现酸解反应的前期具明显的动力学控制特征,尔后向扩散控制过渡。随酸解反应温度的升高,扩散控制前移,致不同温度下的铁回收率—酸解时间曲线出现交错现象。应用正交试验给出了适宜的酸解反应条件为每10g烧渣加水5ml,浓硫酸6ml,在260℃下酸解反应40min,铁回收率达81.6%,远高于直接酸浸工艺。     

原位MgO模板法制备酚醛树脂基分级多孔碳材料及其特性研究

通过简单、经济且高效的原位MgO模板法制备分级多孔碳材料。在该方法中,以酚醛树脂作为碳源,柠檬酸镁为模板,通过热解聚合物和模板前驱体的混合物并结合KOH活化来制备有序分级多孔碳材料(APRC)。由于聚合物、MgO和KOH的协同作用,所制备的APRC具有独特的均衡分级多孔结构特征,包含大量微孔、中孔和大孔。此外,APRC具有较高比表面积和良好导电性,独特的微结构赋予APRC优异的电容性能,在6 mol/L KOH水溶液中,扫描速度为5 mV/s,APRC电极具有214 F/g高的比电容,同时具有高的倍率性能(扫描速度增加到100 mV/s时,比电容保持率为75%)和优异的循环耐久性(扫描速度为50 mV/s,经5000次循环电容保持率为95.1%)。这些结果表明所制备的分级多孔碳材料在高性能双电层电容器中具有潜在应用价值。     

废弃茶梗基活性炭的制备与性能研究

为研究废弃茶梗的开发利用途径,采用氯化锌活化法制备了废弃茶梗活性炭吸附剂。比较了不同活性炭制备工艺的差别,并考察了氯化锌用量、活化温度和活化时间对吸附剂性能的影响。实验结果表明:采用氯化锌直接活化制备的活性炭性价比最高;随着氯化锌用量增加,活性炭的得率逐步提高,碘吸附值先增大,后减小;随着活化温度升高,活性炭得率不断减小,碘吸附值先增大后减小,在600℃达到极大值;随着活化时间延长,活性炭得率不断下降,碘吸附值随着活化时间的延长先增大后减小,在活化时间为2 h时达到最大。     

Bi_2O_3/ZnO复合材料的制备及太阳光处理孔雀石绿的应用研究

以竹纤维为模板,五水合硝酸铋[Bi(NO_3)_3·5H_2 O]和二水合醋酸锌[Zn(OAc)2·2H_2 O]为原料,采用浸渍-热转化法制备一系列Bi含量不同的氧化铋(Bi_2O_3)/氧化锌(ZnO)复合材料。通过热重分析、扫描电子显微镜、X射线衍射等方法对复合材料进行分析表征。以孔雀石绿染料为模拟污染物,在太阳光照射下进行光降解实验,探究了煅烧温度和Bi掺杂量对复合材料光催化活性的影响。研究结果表明:复合材料保持了竹纤维模板物的纤维形貌;煅烧温度和Bi掺杂量对Bi_2O_3/ZnO光催化性能影响显著。600℃煅烧2h制备的Bi掺杂量为2.5%(摩尔分数)的Bi_2O_3/ZnO催化剂对孔雀石绿降解效果最佳,太阳光照射240min后对100mL质量浓度为20mg/L的孔雀石绿降解率可达95.84%。催化剂重复利用4次后对孔雀石绿的催化降解率仍可保持在92%以上。     

Ag/ZnO复合中空材料的制备及光催化降解罗丹明B

以脱脂棉纤维为模板,二水醋酸锌和硝酸银为原料,利用模板法制备了Ag/ZnO复合材料,通过SEM、FT-IR、XRD技术对样品形貌和结构进行了分析。在紫外灯照射下,以罗丹明B染料溶液为目标降解物,探究了浸泡时间和Ag掺杂量对Ag/ZnO复合材料催化性能的影响。实验结果表明,复合材料保持了模板物的纤维形貌,呈中空结构;浸泡时间和Ag掺杂量对Ag/ZnO复合材料的催化性能影响显著。模板物浸泡2h后于700℃煅烧2h制备的Ag掺杂为1.0%(mol,摩尔百分含量)的Ag/ZnO复合材料对100mL 10mg/L罗丹明B的降解率高达99%,且具有良好的重复使性能。