g-C3N4同型异质结复合光催化剂的制备及性能研究

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)由于其合适的带隙和较高的物理化学稳定性等,被认为是一种有应用前景的光催化材料。然而,纯相g-C_3N_4的光催化性能和应用受到光生电子空穴易复合和比表面积相对较低等原因的限制。本文使用两种合适的前驱体(三聚硫氰酸与硫脲)共聚合有望优化高温煅烧过程中的缩聚过程,抑制团聚的发生,提高比表面积,同时形成的同型异质结能有效抑制光生载流子的再复合。在可见光照射下,形成的g-C_3N_4同型异质结复合光催化剂的活性明显高于单一的g-C_3N_4样品。显著增强的光催化活性主要归因于比表面积增大、活性位点增多和光生载流子再复合的有效抑制。     

基于对生物质焦油催化裂解的催化材料

生物质能作为一种可再生能源,越来越受到广泛关注。生物质能对未来世界能源的可持续发展具有重要意义。生物质能具有多种转化途径,其中生物质气化技术能有效将其转化为高效燃气,而生物质焦油是限制生物质气化技术发展的关键所在,本文针对生物质气化过程中的核心技术焦油去除的方法做了全面总结。重点介绍了催化裂解过程中应用的4种催化剂,并对4种催化剂的组成、催化机理以及催化剂的改性优化方式以及不同裂解条件对催化效果的影响进行了分类讨论。最后展望了生物质气化技术的发展前景,提出了未来催化裂解的研究重点。     

高剥离力苯丙乳液压敏胶的研制

以丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和β-羧乙基丙烯酸酯(β-CEA)为共聚单体,烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)为反应型乳化剂,采用半连续预乳化乳液聚合法制备出一种高剥离力苯丙乳液PSA(压敏胶)。研究结果表明:当m(BA)∶m(St)=9∶1、w(DNS-86)=2.5%、w(过硫酸铵)=0.5%~0.6%、聚合温度为78~80℃和聚合时间为4 h时,相应苯丙乳液PSA的黏度、初粘力、持粘力和180°剥离强度俱佳;高剥离力苯丙乳液PSA的性价比较高,具有广阔的市场应用前景。     

榴莲壳基多级孔炭材料的制备及其对染料吸附行为研究

以农林废弃物榴莲壳为原料,用KOH化学活化法制备榴莲壳基活性炭(DSAC),通过单因素分析法和正交试验得出最佳工艺条件,对有机染料亚甲基蓝和甲基橙进行吸附研究。结果表明:在炭化温度500℃,活化温度800℃,活化时间90 min,碱炭比4∶1的条件下得到多级孔炭材料,比表面积达到了2 975 m~2/g,其微孔率为94%,介孔率为6%。DSAC对亚甲基蓝吸附值高达315 mg/g。同时研究了DSAC对有机染料的吸附行为,实验表明其吸附等温模型更接近Langmuir吸附等温模型,吸附动力学更符合准二级动力学模型,吸附过程由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

废印刷线路板基炭材料的制备及其性能研究

以废印刷线路板非金属粉末为碳源,KOH为活化剂,采用预处理-炭化-活化三步法制备了多孔炭材料(PBT-S),并研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。孔径分布和N_2吸附脱附等温线结果表明PBT-S具有微孔、介孔混合型的多级孔特征,比表面积为2796. 95 m~2/g,总孔容为1. 56 cc/g。在此基础上研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,实验结果表明,在pH为2、初始浓度为100 mg/L,投加量为20 mg条件下Cr(Ⅵ)吸附量可达234 mg/g,吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附拟合更接近于Langmuir吸附等温线模型。     

有机溶剂浸泡法回收再利用锂离子电池钛酸锂负极材料

利用有机溶剂法回收了废旧锂离子电池中的钛酸锂负极材料,并对回收的钛酸锂材料的结构、形貌和电化学性能进行了测试。XRD结果表明,材料除炭后添加适量锂源进一步合成得到的产物具有尖晶石结构,且不含其他的杂质。SEM图像显示,其颗粒分布均匀、无团聚现象。EIS结果表明,最终回收的钛酸锂电极材料比未添加锂源进行煅烧处理的材料具有较小的电荷转移阻抗和较高的锂离子扩散系数。在0.1 C倍率下,经过100次循环后其容量保持率为92.4%,具有优异的循环稳定性和可逆性,可以实现循环利用。     

高分散CeO_2@C核壳材料催化2-取代苯并噻唑的合成研究

以木质素低聚物为前体,在氩气下600℃碳化制备了高度分散CeO_2@C核壳材料催化剂,并对催化剂进行了X-射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),透射电镜(TEM)表征,催化剂核壳结构的限域作用与较高的石墨化程度,提高了催化剂的稳定性和催化活性。研究了CeO_2@C核壳材料催化剂在以纯O_2为氧化剂下,由邻氨基苯硫酚和醛类缩合而得到2-取代苯并噻唑,通过单因素实验,确定了合成标题化合物的工艺条件,并获得良好的收率。     

闪热法处理固体废弃物的课程设计

基于闪热法处理固体废弃物制备石墨化功能碳材料,是高效资源化、无害化处理固体废物的有效方法之一。讨论以生物质炼制乙醇的废渣木质素制备石墨化功能碳材料在资源再生工程课程设计中的重要意义。闪热法处理固体废弃物课程设计不但可以提高资源循环科学与工程本科生对资源循环利用专业课的再认识,而且有利于培养学生的动手能力、工程实践能力,创新能力,提高学生对该课程的学习兴趣和就业过程中的竞争力。     

从砷化镓废渣中制备砷酸钠和金属镓的实验研究

通过碱性氧化浸出、冷却结晶、旋流电积等工艺从砷化镓废渣中制备砷酸钠和金属镓,浸出阶段考察了NaOH质量浓度、液固比、浸出时间、浸出温度及H_2O_2加入量等5个因素对砷和镓的浸出率的影响。结果表明:NaOH质量浓度100 g/L、液固比5∶1、浸出时间2 h、浸出温度70℃、H_2O_2和As的摩尔比为1. 2时,镓的浸出率能达到99%以上,砷的浸出率能达到96%以上,浸出液经蒸发浓缩、冷却结晶后可以制得纯度为63. 6%的砷酸钠晶体,重结晶后砷酸钠纯度可达到96. 7%。结晶母液经旋流电积后制得纯度为99. 946%的金属镓。     

氯化聚丙烯的磺化改性研究与应用

以氨基磺酸为磺化剂对氯化聚丙烯(CPP)进行磺化改性,研究了氨基磺酸的用量、反应温度和时间对磺化度的影响,获得了较佳的反应条件:m(NH2SO3H)/m(CPP)=0.08,温度60℃,时间8.0h。在此条件下可制得磺化度为1.56mol/kg的磺化CPP。通过红外光谱对磺化CPP进行了表征。将磺化改性的CPP与丙烯酸酯聚合,制备了水性磺化CPP–丙烯酸酯乳液。以此乳液制备金属防腐涂料,所得涂膜附着力0~1级,硬度3B~2B,柔韧性>2mm,在3%NaCl溶液中浸泡45d和盐雾腐蚀试验300h后完好。该磺化改性CPP可用于制备水性金属防腐涂料。