金属有机框架UiO-66-(COOH)2吸附亚甲基蓝的作用机制

为减少染料废水的排放造成的环境污染,分别采用溶剂热法和机械搅拌法制备了金属有机骨架材料UiO-66和羧基改性材料UiO-66-(COOH)₂,研究了两种吸附剂对有机染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能,并探讨了相应的吸附机理。结果表明：UiO-66和UiO-66-(COOH)₂对MB均具有较好的吸附能力,UiO-66-(COOH)₂对MB的平衡吸附量达416.95 mg/g,比UiO-66材料提高了38.6%。UiO-66-(COOH)₂对MB的高效吸附是静电相互作用、π-π相互作用和氢键作用等多重机制共同作用的结果。吸附过程符合拟二级动力学模型,吸附平衡符合Freundlich吸附模型。     

C-N碳微球制备及其脱除水体中染料性能研究

以四氯化碳和乙二胺为原料,采用简单溶剂热法制备出了一种含N的碳微球(C-N).采用XRD,SEM,EDS,BET和TG等手段对实验产物进行了表征.结果表明,实验获得的C-N碳微球直径约为3～7μm,具有较高的热稳定性,其比表面积约为240m2/g.该C-N碳微球能快速去除水体中罗丹明B和亚甲基蓝染料,两者去除动力学模型均满足准二阶动力学方程.C-N碳微球对水体中罗丹明B和亚甲基蓝最大吸附量均为400mg/g.这种具有优异吸附性能的C-N碳微球可望成为一种新材料用于污水处理领域.     

豆秸秆基多孔炭的制备及其对亚甲基蓝染料吸附行为的研究

为实现农林废弃物豆秸秆最大价值化利用且有效应用于亚甲基蓝染料废水的吸附,以农林废弃物豆秸秆为原料,采用碱活化炭化-酸刻蚀结合法制备出多孔炭SSC-800。利用拉曼光谱,X射线衍射仪(XRD)和氮气的吸附/脱附对豆秸秆基多孔炭SSC-800进行性能分析,研究了多孔炭SSC-800添加量和溶液pH对吸附效果的影响并剖析炭材料对亚甲基蓝染料的等温吸附模型和动力学模型。结果表明：当原料与活化剂比例仅为1∶2时,制备的SSC-800其比表面积达到2 101.28 m²/g,其中微孔比表面积为1 753.19 m²/g。对亚甲基蓝染料的去除率高达99.6%,最大吸附量可达到1 369.08 mg/g;多孔炭SSC-800对亚甲基蓝染料的吸附符合Langmuir吸附等温模型,属于单分子吸附类型,吸附动力学符合准二级动力学,以化学吸附为主。     

磁性金属有机骨架材料Fe3O4/IRM OF-3的制备及其吸附性能的研究

采用水热合成法制备Fe3O4/IRM OF-3复合材料,以其为吸附剂对亚甲基蓝溶液进行吸附。采用紫外可见分光光度计测定吸光度并计算吸附量,以其作为评价指标,考察合成材料对亚甲基蓝的吸附能力;采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段对Fe3O4/IRM OF-3材料进行表征。结果表明,合成材料为质地均匀、表面多孔的磁性纳米材料;当振荡时长为50min、pH值为6、吸附剂用量为6mg、亚甲基蓝溶液浓度为6mg/L时,吸附效果最佳,饱和吸附量达到42. 93mg/g; Fe3O4/IRM OF-3纳米复合材料对亚甲基蓝具有良好的吸附效果。     

生物炭对亚甲基蓝的吸附动力学

采用静态吸附试验确定生物炭吸附的最适宜温度、振荡速度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭投加量及吸附时间的范围,选择吸附温度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭的投加量进行正交实验,得到最优吸附工艺条件:反应温度35℃,生物炭的投加量0.4g,亚甲基蓝的浓度45mg/L,生物炭对亚甲基蓝的去除率98.6%,吸附量5.54mg/g.最优条件下的动力学研究表明亚甲基蓝溶质分子在两相界面上进行的吸附达到平衡时,亚甲基蓝浓度与生物炭的吸附量之间符合Freundlich吸附等温线.吸附动力学特性符合准二级吸附动力学,生物炭对于亚甲基蓝的吸附以化学吸附为速率控制步骤.     

磁性金属有机骨架材料FeMPC的制备及其吸附性能研究

首先采用水热合成法制备金属有机骨架材料MIL-101(Fe),然后通过煅烧MIL-101(Fe)制备磁性金属有机骨架材料FeMPC,并用于吸附染料废水中的亚甲基蓝。使用扫描电镜、透射电镜、红外光谱等对制备的材料进行表征,考察FeMPC用量、振荡时间、pH等因素对吸附性能的影响。实验结果表明：当FeMPC用量为25 mg、振荡时间为70 min、溶液pH为8时,FeMPC对亚甲基蓝的吸附效果较好,吸附量为15.24 mg/g,吸附率为84.69%,材料重复使用次数不超过5次时能保持一定的吸附效果;FeMPC对亚甲基蓝的等温吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合准二级动力学模型,属于化学吸附。     

模板调控固相α-Fe2O3的制备及吸附催化性能研究

以甲基橙为矿化模板调控固相合成α-Fe2O3前驱体,经500℃煅烧得到α-Fe2O3纳米粒子,通过XRD及TEM对物相和形貌进行表征,对比研究了有无模板调控α-Fe2O3吸附甲基橙前后的吸附、光催化脱色性能。结果表明:模板调控所制备α-Fe2O3的结晶度降低,且出现大量的介孔,在添加量为0.1g、温度为20℃、pH=5、初始浓度为9mg/L甲基橙时最大吸附容量为1.88mg/g,吸附平衡时间为7h,分别比没有模板调控制备的α-Fe2O3提高了9.04%和缩短了22.2%;对于初始浓度为5mg/L甲基橙,两者的最大光催化脱色率分别为93.21%和89.59%。     

有序介孔炭/SiO2的原位合成及其染料吸附性能

利用P123为模版剂并在扩孔剂1,3,5-三甲苯与P123的最佳投入质量比为0.6∶1时合成了有序SBA-15原粉,通过高温处理制备了比表面积为615m2/g、孔径为11.9nm的有序介孔炭/SiO2复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面及孔隙度分析仪对样品进行了表征,并在最佳条件下制备出的有序介孔复合材料用于亚甲基蓝的吸附实验。结果表明,随着亚甲基蓝溶液初始质量浓度的增加,吸附剂的吸附量呈现线形增长,当达到500mg/L时,曲线增长趋于平缓,达到饱和状态;当pH为10时,样品对亚甲基蓝的吸附效果最佳。     

UiO-66及其官能化改性材料对C6烷烃吸附性能研究

利用溶剂热法制备了UiO-66及其官能化改性的UiO-66-NH2,UiO-66-(CF3)2材料,均为微孔.40℃下测定正己烷(nC6)、3-甲基戊烷(3MP)、2,2-二甲基丁烷(22DMB)3种C6异构体分别在3种材料上的静态吸附速率曲线及等温线,并通过方程拟合研究其吸附行为.结果表明,改性的UiO-66-NH2...     

Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附性能

采用超声沉淀法合成Fe_3O_4/GO复合材料,通过SEM、XRD、FTIR和VSM对Fe_3O_4/GO复合材料的形貌、结构和磁性进行表征,通过对甲基橙溶液的吸附实验考察p H值、吸附剂添加量、吸附时间等因素对Fe_3O_4/GO复合材料吸附效果的影响,并进行了吸附动力学和等温吸附模型拟合.结果表明:Fe_3O_4与GO成功复合,Fe_3O_4/GO复合材料具有超顺磁性,在外在磁场的作用下可实现吸附剂与吸附质的快速分离;pH3.5时,染料去除率随着pH值增大呈下降趋势;随着吸附剂添加量增大,染料去除率逐渐增大;随着吸附时间增加,染料去除率先急剧上升,然后上升幅度趋缓直至达到吸附平衡;Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,为化学单层吸附;pH为3左右,温度为298 K时,Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的最大吸附容量可达139.7 mg/g.     

水热法制备氧化锌空心球及其电化学性能的研究

以硝酸锌为原料,六次甲基四胺为沉淀剂,聚乙烯吡络烷酮为表面活性剂,利用水热法制备了氧化锌空心球。研究了不同聚乙烯吡络烷酮用量对空心球形貌的影响。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对产物进行了表征,通过循环伏安测试和恒电流充放电测试对产物进行了电化学测试。结果表明,产物粒径均一,为纯六方晶型的空心结构。当聚乙烯吡络烷酮含量0.13 g时,氧化锌空心球形貌最佳。电化学测试结果表明,在5 mV/s的扫描速率下,比容量可达到241.6 F/g;在0.5 A/g的充放电电流密度下,比容量为137.467 F/g。     

Co2Z型铁氧体的制备及其吸附性能

以硝酸钡、硝酸铁和硝酸钴为原料,采用共沉淀法制备了Co2Z型铁氧体（Ba3Co2Fe24O41）粉末,制备工艺的最佳条件为溶液pH=12、煅烧温度为1 300 ℃和煅烧时间为4 h. 通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对产物晶型和形貌进行了表征. 考察了Co2Z型铁氧体对溶液中亚甲基蓝的吸附作用. 结果表明:铁氧体质量为0.10 g、溶液pH=12、亚甲基蓝的初始质量浓度为10 mg/L时,铁氧体对亚甲基蓝的吸附率可达89.49%,最大吸附量为9.181 mg/g. Co2Z型铁氧体（Ba3Co2Fe24O41）对亚甲基蓝有较好的吸附作用,可用于亚甲基蓝染料废水处理.     

多孔五氧化二铌球的合成及其电化学性能研究

以表面活性剂CTAB为模板,通过水热法及煅烧过程合成了多孔Nb_2O_5微球。对所得产品的表征和电化学性能测试结果表明:合成了正交结构的Nb_2O_5球,且其单分散性能较好,直径为900 nm左右,球上分布有很多孔径为2~70 nm的小孔,形成了独特的多孔结构,该结构增加了材料的比表面积,其比表面积为340 m~2/g。独特的多孔结构和较大的比表面积使得其作为锂离子电池负极材料时表现出优异的电化学性能:首次容量较高,多孔Nb_2O_5球的首次充放电容量分别为297.8和395.9 m A·h·g~(-1);循环性能稳定,在电流密度为20 m A/g下充放电时,第3次循环后的库伦效率几乎达到100%;倍率性能优异,在50,100 m A/g电流密度下,经过20次循环后的容量分别为139.6,117.1 m A·h·g~(-1),容量保持率都为90%以上。     

镍离子筛基体对镍吸附性能的影响

利用离子记忆效应机理,以小粒径的分子筛原料为基体,研究了Na型分子筛、水洗分子筛及H型分子筛对镍的吸附性能．结果表明：材料为Na型分子筛、Ni^2＋浓度为1500mg／L时,可达到最大饱和吸附量约为90mg／g;材料为水洗分子筛、Ni^2＋浓度为1000mg／L时,可达到最大饱和吸附量约为50mg／g;材料为H型分子筛、Ni2＋浓度为200mg／L时,可达到最大饱和吸附量约为1．3mg／g。经XRD表征,H型分子筛的结构改变,对镍的吸附能力大大降低．Na型分子筛和水洗分子筛对镍的吸附动力学过程可以用准二级模型进行很好的描述．     

交联聚苯乙烯多孔材料对四环素的吸附性能

以废旧泡沫和四氯化碳为原料制备交联聚苯乙烯（CPS）多孔材料,再用三乙醇胺对其改性,制备得到改性交联聚苯乙烯（MCPS）;用扫描电镜（SEM）、BET（Brunauer-Emmett-Teller）比表面测试法等方法表征CPS与MCPS的形貌、粒径大小、比表面积及孔结构;用分光光度计法测出30 ℃下,CPS与MCPS对四环素（TC）的吸附量;运用准二级动力学方程对吸附实验数据进行拟合分析。研究表明,CPS对水体中的TC具有一定的吸附性能,其吸附速率常数与平衡吸附量分别可达8.36×10^-3 mg·g^-1·h-1和75.8 mg/g。经三乙醇胺改性后制备的MCPS,介孔结构更加发达,比表面积增大,对TC的吸附速率常数和平衡吸附量分别为4.96×10^-3 mg·g^-1·h^-1和110.5 mg/g。综上所述,改性前后的CPS均可实现对水体中TC的吸附,改性过程可提升CPS的吸附能力,但降低了其吸附速率。     

金属改性介孔炭吸附脱硫性能研究

以介孔炭(MC)为载体,采用浸渍法制备4种不同金属改性的介孔炭Ag+/MC、Zn2+/MC、Cu2+/MC和Fe3+/MC,考察负载量、金属类别等因素对脱硫效果的影响。结果表明,介孔炭表面负载适当的Ag+、Zn2+、Cu2+、Fe3+可以提高其对二苯并噻吩(DBT)的吸附能力,对不同金属改性介孔炭最佳吸附效果进行比较,得出吸附DBT能力大小顺序是：Ag+/MC>Zn2+/MC>Cu2+/MC>Fe3+/MC。其中以Ag+负载量为10%处理介孔炭吸附效果最佳。同比未处理介孔炭的饱和硫容量增加了1.11 mg/g,透过硫容量也同比增加了1.93 mg/g。     

不同结构碳纳米管吸附胆红素的研究

研究了3种不同型号的碳纳米管（MW、LMW和SW）的胆红素吸附性能。X射线衍射（XRD）谱图显示,3种碳纳米管的管径大小排序为LMW>MW>SW。扫描电子显微镜（SEM）和比表面积测试（BET）结果表明,MW型分散性最好,且具有较大的比表面积、最大的孔径和孔容。胆红素吸附实验结果表明,当温度为37 ℃、吸附时间为40 min时,碳纳米管吸附胆红素的性能最佳。当胆红素质量浓度大于0.5 g/L时,MW型碳纳米管吸附容量最大,最大胆红素吸附量达到208 mg/g。增大NaCl浓度、牛血清白蛋白质量浓度和提高pH均不利于胆红素在溶液中的吸附。与传统吸附剂相比,3种碳纳米管对胆红素均表现出吸附时间短、吸附容量大的优良性能,为后期制备碳纳米管共混微滤膜及其吸附胆红素提供了实验基础。     

红薯生物质碳气凝胶的制备及其吸附性能

以红薯为原料,通过冷冻干燥、碱活化的方式制备出具有高比表面积的生物质碳气凝胶。通过更改碳化温度与活化方式制备出形貌不同的红薯生物质碳气凝胶（SPCA）和活化红薯生物质碳气凝胶（ASPCA）。利用SEM、XRD、BET低温氮气吸附?脱附与Raman光谱,对制得的生物质碳气凝胶进行表征与分析。结果表明,随着碳化温度升高,所形成的孔洞增加,碱活化对ASPCA的孔洞形成具有极大的促进作用。所制得的生物质碳气凝胶具有良好的吸附性能,在去离子水中最佳吸附条件下,对罗丹明B（RdB）的吸附量为202.2 mg/g,对甲基橙（MO）的吸附量为83.6 mg/g,对茜素红（ARS）的吸附量为160.2 mg/g。     

多孔碳包覆硅微球于锂离子电池负极中的应用

为了缓解纯硅负极材料在充放电过程中带来的巨大体积效应并降低电解质与电极之间的副反应程度,提出了一种简单高效的硅碳复合材料合成方法.以P123为分散剂、葡萄糖为碳源,利用水热法制备P-Si/C复合材料.结果表明,制备得到的复合材料可以极大地缓解充放电过程中产生的体积效应.当复合材料作为锂电池负极时,其首次放电比容量为1 800 mA·h/g,在500 mA/g电流密度下经100次循环后,其放电比容量能够稳定维持为521 mA·h/g,呈现出良好的循环性能.     

锂离子电池负极材料多孔硅/硅铁合金的制备及性能

为改善锂离子电池硅负极材料的电化学性能,利用镁热还原法制备了不同铁掺杂量的多孔硅/硅铁合金复合材料,并对其结构以及在锂离子电池中的充放电性能进行了研究.材料均呈现多孔结构,硅铁合金均匀分布在孔道内部.多孔硅/硅铁合金复合材料具有较好的循环稳定性,在0.1C倍率下循环100圈后可逆容量为1 133.5 m A·h/g,容量保持率为66%;在1C倍率下可逆容量仍可以达到776.9 m A·h/g.