氧化石墨烯-TiO2复合材料对三种染料的吸附动力学及光催化性能

通过在氧化石墨烯分散溶液中水解钛酸丁酯成功制备氧化石墨烯-TiO₂复合材料（GO-TiO₂）,采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、全自动比表面及孔径分析仪（BET）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等对样品进行了表征。研究了GO10-TiO₂对亚甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）和罗丹明B（RhB）3种染料的吸附动力学和光催化性能。结果表明：TiO₂颗粒均匀地附着在GO片层表面;GO10-TiO₂对3种染料的吸附过程为多层吸附,吸附动力学符合拟二级动力学模型;在25℃条件下GO10-TiO₂对废水中MB、MO和Rh B的吸附因共轭结构、极性等的差异而呈现选择性吸附,吸附容量分别为9.2mg/g、5.4mg/g和23.0mg/g。对3种染料废水的光催化降解效果与吸附性能相关联,吸附容量越大降解效率越高,光催化反应60min时,MB、MO和Rh B降解率分别为89%、75%和98%。     

人造纤维

20055036脱乙酰甲壳质/S-羧甲基角蛋白(SCMK)纤维的制备和特征Minkyunghys…;Advance in Chitin Science,2002,6,p.301(英)通过在凝固浴中添加S-羧甲基角蛋白(SCMK)纤维,脱乙酰甲壳质纤维的强度能够提高。有50厘泊脱乙酰甲壳质制成的纤维比未拉伸纤维呈现出优越的强度。随着拉伸比的增加,脱乙酰甲壳质和脱乙酰甲壳质/SCMK纤维,两者的纤度会下降,同时强度和伸长上升,这归结于较好的取向。脱乙酰甲壳质纤维呈现出66%~72%的细菌下降率,而脱乙酰甲壳质/SCMK纤维呈现出21%~25%的细菌下降率,这预示涂上SCMK后丧失了抗微生物的活性。(汪…     

PVC／木粉复合材料用新型偶联剂

木纤维和塑料之间有效的界面粘附对于木塑复合材料的加工和极限性能至关重要。把偶联剂加入木塑复合材料可促进亲水木材表面和憎水聚合物母体之间的粘附。不过，迄今为止还未见报道可明显改善PVC／木纤维复合材料的性能并且成本低的偶联剂。本文报道了使用甲壳质和脱乙酰甲壳质两种天然聚合物作为PVC／木粉复合材料新型偶联剂的研究结果。和未使用偶联剂比较，PVCY木粉复合材料中加入甲壳质和脱乙酰甲壳质偶联剂，挠曲强度增加约20％，挠曲模量增加约16％，储能模量增加约33-74％。使用0．5％（重量）的脱乙酰甲壳质和6．67％（重量）的甲壳质，复合材料的性能会有明显改善。     

PVDF-PFTS/SiO2膜制备及抗混合污染性能

采用表面接枝技术制备了PVDF-PFTS/SiO₂超疏水复合膜,通过扫描电子显微镜（SEM）和红外光谱（FTIR）分析了膜污染前后的表面结构和组成,考察了直接接触式膜蒸馏（DCMD）装置出水电导率和膜通量的变化,利用XDLVO理论分析了PVDF-PFTS/SiO₂超疏水复合膜的抗混合污染性能和机理。结果表明：在1H, 1H, 2H, 2H-全氟辛基三氯硅烷（PFTS）和SiO₂共同作用下,PVDF-PFTS/SiO₂超疏水复合膜表面形成微纳米复合乳突结构,水接触角（WCA）由99°增至155°。与PVDF基膜相比,PVDF-PFTS/SiO₂超疏水复合膜对混合污染物具有较好的抗污染性能;连续运行10h,膜通量和截留率分别保持在10.06kg/(m²·h)和99.80%。XDLVO理论分析表明,PVDF-PFTS/SiO₂超疏水复合膜表面与污染物之间的作用力由引力转变为斥力是其抗混合污染性能增强的主要原因之一。     

铈锆固溶体担载的镍催化剂对CO2甲烷化性能研究

采用共沉淀法制备了Ce_xZr_1-xO₂固溶体作为催化剂载体,采用柠檬酸络合法将镍负载于Ce_xZr_1-xO₂载体上得到Ni/Ce_xZr_1-xO₂催化剂,利用X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附（N₂-BET）、程序升温脱附（TPD）、程序升温还原（TPR）等技术对催化剂进行表征,在常压微型固定床反应器上测试了CO₂甲烷化的性能,考察了n（Ce）/n（Zr）、镍含量对催化性能的影响。研究发现制备的催化剂具有优异的活性,在常压和空速15 000 mL·g^-1·h^-1条件下,反应温度200℃时,12% Ni/Ce_0.25Zr_0.75O₂催化剂（负载量为质量分数,下同）CO₂的转化率达74%,CH₄选择性为100%。12% Ni/Ce_0.25Zr_0.75O₂催化剂300 h的稳定性测试结果显示其具有较高的抗烧结性能。催化剂的优异活性归因于采用了新的负载方法--柠檬酸络合法负载活性组分镍,该法实现了镍的高分散和催化剂的大的比表面积。     

烟气组分对汞吸附影响的程序升温脱附

目前燃煤烟气活性炭脱汞技术已经很成熟,但机理方面的相关研究甚少或不全面,为了探讨汞与活性炭在燃煤烟气中的反应路径,本文在固定床上对商业活性炭（FAC）和1% NH₄Br改性活性炭（NBAC）进行了汞吸附实验,分别考察了O₂、SO₂、CO₂、NO及其混合烟气组分对吸附剂汞吸附的影响,然后利用程序升温脱附（temperature programmed desorption,TPD）技术分析了烟气组分对汞吸附的影响机理。固定床测试结果表明溴化铵改性可显著增加活性炭汞吸附性能,O₂、CO₂及NO可促进NBAC对汞的吸附,其中NO最好,而SO₂抑制NBAC对汞的吸附。TPD结果表明,溴素改性促进NBAC表面负载的溴与Hg⁰结合生成HgBr₂,O₂存在促进了Hg⁰的氧化生成HgO,NO存在显著增加了Hg₂（NO₃）₂的生成。SO₂与Hg⁰对活性炭表面的官能团存在竞争吸附的关系,生成C-S,与Hg⁰反应生成HgS。CO₂对NBAC吸附Hg⁰的反应机理影响不大。     

CuCl2改性磁性凹凸棒土的脱汞性能

通过在凹凸棒土（Atp）表面负载铁氧化物进行磁改性而生成的磁性凹凸棒土（MAtp）,相对于一般脱汞吸附剂而言,更易分离回收,具有实际应用的前景,但脱汞效率较低。本文选取磁质量分数为50%的MAtp,采用浸渍法对其进行CuCl₂改性,在利用固定床实验系统上探究了CuCl₂负载量、反应温度和烟气组分（O₂、SO₂、NO、HCl）对其脱汞性能的影响,结合多种表征结果分析其脱汞机理。结果表明：CuCl₂负载量的最佳值为5%;一定范围内反应温度与脱汞效率呈正相关,超过250℃时吸附剂的孔隙结构会遭到破坏,发生脱附现象;O₂和HCl对吸附剂脱汞性能有明显提升,NO影响较小,SO₂会与Hg⁰竞争吸附,抑制效果显著;CuCl₂改性后的MAtp脱汞性能优良,同时延续了较好的磁分离特性,为选择高效实用的脱汞吸附剂提供了研究方向。     

前驱体结构对多环芳烃选择性开环Pt/Beta催化剂的影响

以海绵铂为原料合成出［Pt（NH₃）₆］Cl₄络合物,采用热重分析（TG）、扫描电镜-能谱（SEM-EDS）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）、质谱（MS）、X射线光电子能谱（XPS）等手段确定了［Pt（NH₃）₆］Cl₄的结构组成;以H₂PtCl₆、Pt（NH₃）₄Cl₂和［Pt（NH₃）₆］Cl₄为前驱体,采用等体积浸渍法制得Pt/Beta催化剂,采用X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）、氢氧滴定（H₂-O₂）、透射电镜（TEM）、氢气程序升温脱附（H₂-TPD）等表征了Pt/Beta催化剂的物化性质,并考察了Pt/Beta催化剂的多环芳烃选择性开环性能。结果表明,［Pt（NH₃）₆］Cl₄络合物具有更高的“抗自还原”能力,可从前驱体结构上降低铂氨前驱体受热分解时的自还原现象。前驱体结构对铂纳米颗粒的几何尺寸及分布有较大影响,一方面络合物的价态显著影响前驱体与分子筛间的静电作用,进而影响铂纳米颗粒的落位与尺寸;另一方面络合物的空间结构影响前驱体在分子筛微孔中的分布,影响铂纳米颗粒的Ostwald熟化速率。前驱体结构可调变Pt/Beta催化剂的双功能匹配关系,显著影响Pt/Beta催化剂转化甲基萘的活性、稳定性,采用［Pt（NH₃）₆］Cl₄前驱体制备的Pt/Beta催化剂具有更优的活性及长周期稳定性。     

荧光灯辐照下Ag@AgCl-BiOCl光催化剂湿法脱汞研究

采用共沉淀-光还原法制备了系列Ag@AgCl-BiOCl可见光催化剂,利用N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射光谱（DRS）、X射线光电子能谱（XPS）和电子自旋共振（ESR）等技术对光催化剂进行物化结构表征,在湿法脱汞装置上考察了荧光灯辐照下AgCl负载量、溶液pH、反应温度、SO₂和NO对单质汞（Hg⁰）脱除性能的影响。结果表明,在荧光灯辐照下,当Ag/Bi物质的量比为0.2时,光催化剂的脱汞效率最高。随着pH和反应温度的升高,脱汞效率逐渐降低。与SO₂相比,NO对脱汞效率的影响较大。在光催化氧化脱汞过程中,阴离子超氧自由基（^·O₂^-）、空穴（h⁺）、羟基自由基（^·OH）和氯自由基（^·Cl）等均可能发挥作用,但^·O₂^–作用较大。     

甲烷干气重整（Ni/MgAl2O4）@SiO2催化剂的制备及抗积碳性能研究

采用烷基偶联剂水解法制备（Ni/MgAl₂O₄）@SiO₂催化剂,探究Ni、SiO₂质量分数对催化剂的甲烷干气重整（DRM）反应活性和抗积碳性能的影响。在常压、750℃、V（CH₄）∶V（CO₂）∶V（N₂）=5∶5∶1、GHSV=26 400 mL/(g_cat·h)条件下进行DRM反应,（10Ni/MgAl₂O₄）@5SiO₂催化剂表现出最好的反应性能,CH₄转化率为77%,CO₂转化率为90%。通过TEM、SEM等表征发现,SiO₂可以包覆在Ni/MgAl₂O₄催化剂表面,阻碍Ni晶粒团聚,增大催化剂的抗积碳性能。将该催化剂在严苛条件[V（CH₄）∶V（CO₂）∶V（N₂...     

酸对脱乙酰甲壳质稀溶液性质的影响

脱乙酰甲壳质是甲壳质衍生物中最重要,用途最为广泛的一种,属阳离子性聚电解质,可以溶于多种酶溶液中。本文从脱乙酰甲壳质在甲酸、乙酸和丁酸溶液中粘度的变化,研究其稀溶液性质。分别考察了脱乙酰甲壳质浓度在8×10~(-2)g/dl-3×10~(-3)g/dl,酸浓度在5×10~(-1)M-1×10~(-2)M范围内溶液ηsp/c-C的关系。实验结果表明,作为脱乙酰甲壳质溶剂的酸,在溶液稀释时对溶液ηsp/c的影响,在不同的阶段可以是完全不同的,当溶液中可离解的酸还未能完全满足游离氨基成盐要求时,酸的增加将导致溶液的ηsp/c的增加,而一旦游离氨基都已成盐,过量酸的增加都会导致溶液粘度的下降。而在一般情况下,酸的酸性越强,酸的浓度越大,都会使溶液得到较低的粘度值。     

球形聚合物刷对卟啉镍的脱除规律研究

以八乙基镍卟啉（OEP-Ni）为模型物，探究聚乙烯基咪唑刷（PVIm@SiO₂）、聚乙烯基吡咯烷酮刷（PVP@SiO₂）和聚丙烯酸刷（PAA@SiO₂）对OEP-Ni的脱除差异性。结果表明，当脱镍温度为110℃、时间为3 h、脱镍剂质量分数为6 000μg/g时，PVIm@SiO₂、PVP@SiO₂和PAA@SiO₂对OEP-Ni的脱除率分别为28.9%、15.7%和9.8%;同时，3种聚合物刷对模拟原油的脱除率分别为9.9%、6.8%和5.8%。DFT计算结果表明，3种单体对镍的螯合能力为乙烯基咪唑（VIm）>乙烯基吡咯烷酮（VP）>丙烯酸（AA）,与聚合物刷对OEP-Ni的脱除效果一致。以四苯基镍卟啉（TPP-Ni）为模型物，研究PVIm@SiO₂、PAA@SiO₂和5%醋酸溶液对TPP-Ni的脱除效果，结果表明，PVIm@SiO₂和PAA@SiO₂对T...     

聚乙烯醇基高透湿高阻隔三元混合基质全热交换膜制备和性能

探讨了通过蒙脱土（MMT）和无水氯化钙（CaCl₂）共混掺杂改性,来打破透湿和阻气性之间的博弈 （trade-off）效应,全面提升聚乙烯醇（PVA）全热交换膜性能的可行性。本文系统研究了氯化钙和蒙脱土的含量对膜的形态、接触角、热稳定性、力学性能、气体透过率和总换热效率的影响。实验数据表明,适量氯化钙的杂化可以引入水传导通道,提升膜的水蒸气透过率和焓交换效率,适量蒙脱土掺杂可以提升膜的高CO₂气体阻隔性能、改善其热稳定性和机械性能,同时提升粗糙度、提高湿度和焓交换效率;但是当无水氯化钙和蒙脱土含量过高时,膜的机械性能、透湿度和CO₂气体阻隔性能又会变差。综合考虑,PVA∶CaCl₂∶MMT的质量比为8∶1.6∶0.8的三元混合基质膜不仅具有高的透湿性和焓交换效率（68%）,而且保持了聚乙烯醇膜的极高CO₂气体阻隔性,有望作为节能通风系统中全热交换膜的优化选项。     

脱乙酰甲壳质溶液的粘度及其稳定性[摘]

甲壳质,聚(1.4—2—乙酰氨基—2—脱氧—B—D—葡萄糖)是一种在自然界广泛而大量存在的多糖,甲壳质有许多衍生物,脱乙酰甲壳质(下称CTS)是其用途最广也是最为重要的衍生物。由于脱乙酰甲壳质作为溶液被使用及存放时,必须在酸性环境中,基于此,本文从CTS的甲酸、乙酸以及甲、乙酸的异丙醇、乙醇、丙酮溶剂体系     

介孔SiO2吸附CO2的性能研究

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,端氨基聚氧化丙烯醚（D2000）为模板剂,在水和乙醇的混合溶液中合成了蠕虫状介孔结构的介孔SiO₂（记为MSU-J）。采用物理浸渍的方法利用四乙烯五胺（TEPA）改性介孔MSU-J。采用红外、N₂吸附/脱附、元素分析表征改性介孔SiO₂。红外测试表明,经过物理浸渍可以将有机胺负载到介孔SiO₂上。N₂吸附/脱附试验表明,经过氨基修饰后,介孔SiO₂的介孔结构没有发生变化,但是介孔的孔容、孔径以及比表面积随着氨基浸渍量的增加而减小。在25℃和45℃,0.1 MPa下的纯CO₂吸附试验表明,氨基改性材料对CO₂吸附效果明显提高。当浸渍量为20%、吸附条件为25℃/0.1 MPa时,吸附量达到最大值138.6mg/g。当氨基含量继续增加时,吸附量反而降低。循环性试验表明,制备的吸附剂具有良好的循环性能,循环使用6次,材料的吸附量下降很少。     

Fe3O4协同H2O2气相高级氧化单质汞的机理

利用密度泛函理论分别研究了H₂O₂分子在Fe₃O₄（111）、（110）和（001）表面分解特性,并对单质汞在H₂O₂/Fe₃O₄体系的反应特性进行了研究。对比不同构型的结合能、Mulliken电荷转移和分态密度分析,详细讨论了H₂O₂分解产生羟基的规律以及Hg⁰的氧化态中间产物成键特性。结果表明：H₂O₂分子在Fe₃O₄（111）、（001） A和（110） A表面更容易分解产生羟基;不同表面产生的羟基对Hg⁰具有不同的氧化活性;Hg⁰在表面羟基的作用下可有效通过电荷转移实现氧化。对比分析了三种表面汞氧化态中间产物的脱附路径,HO-Hg-OH和Hg-OH的表面脱附是主要的反应路径。     

稳定高效Ru/TiO2-ZrO2催化剂处理苯酚磺酸废水

催化湿式氧化（CWAO）技术可高效处理有机废水,但现有催化剂的性能,尤其是其稳定性距工业应用还有很大差距。利用ZrO₂对TiO₂载体进行掺杂调变,研制出了具有良好稳定性的Ru/TiO₂-ZrO₂催化湿式氧化催化剂。结果表明, Ru/TiO₂催化剂在进行连续5次催化湿式氧化降解苯酚磺酸（phenolsulfonic acid,PSA）废水的反应后,总有机碳（total organic carbon,TOC）转化率由99.1%降低至65.3%;而Ru/TiO₂-ZrO₂催化剂在Ti/Zr质量比为9∶1~7∶3范围内,能表现出优良的反应性能,在连续5次反应后, TOC转化率稳定保持在90%以上。X射线仪衍射（XRD）、N₂吸脱附（BET）、X射线扫描微探针电子能谱仪（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）表征结果表明：ZrO₂能够进入TiO₂的晶格,TiO₂-ZrO₂固溶体的生成阻止了TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变。另外,ZrO₂的调变加强了Ru与载体的相互作用,有效抑制了活性金属Ru的流失。稳定的载体结构和良好的抗流失性能是Ru/TiO₂-ZrO₂催化剂具有优良反应性能的主要原因。     

杂多酸改性V-Mo/Ti-W催化剂的宽温SCR脱硝性能

采用等体积浸渍法制备了一系列Keggin型杂多酸改性的V-Mo/Ti-W催化剂,并通过X射线衍射（XRD）、BET比表面分析（BET）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等表征方法对催化剂物化性质进行了表征分析。各项表征分析结果表明,杂多酸改性后的HPAs-V-Mo/Ti-W催化剂相比于改性前的催化剂,平均孔径尺寸更大,可抑制硫酸氢铵沉积,以提高催化剂抗硫性能;与V-Mo/Ti-W样品相比,改性后的催化剂具有更强的NH₃吸附能力、更好的还原性能和更多的化学吸附氧物种,从而表现出更优异的脱硝性能和N₂选择性。杂多酸改性后的催化剂在200~380℃温度范围内、150000h^-1高空速、高浓度SO₂和H₂O存在的模拟烟气中表现出高 NH₃-SCR活性、优异的抗SO₂性能,并保持几乎100%的N₂选择性,可作为燃煤电厂深度调峰的宽温催化剂,具备良好的工业应用价值。     

分子筛基CH4-N2分离材料的研究进展

实现CH₄-N₂高效分离能够极大地推动常规天然气和非常规天然气这一类绿色低碳能源的利用,分子筛基吸附剂和膜材料具有优良的气体分离特性,而且对CH₄-N₂的分离颇具应用潜力。本文从对N₂具有优先选择性吸附的N₂/CH₄分离（高浓度CH₄纯化脱氮）和对CH₄具有优先选择性吸附的CH₄/N₂分离（低浓度CH₄富集脱氮）两方面综述了国内外分子筛吸附剂及分子筛膜的研究进展。详细地分析了分子筛骨架和平衡阳离子与其CH₄-N₂吸附分离性能之间的构效关系,并结合本文作者课题组的工作,提出了电中性（近中性）骨架分子筛对CH₄-N₂分离具有较好的分离效果。最后总结和展望了CH₄-N₂分离用分子筛吸附剂及分子筛膜的未来发展趋势。     

改性Y型分子筛非临氢催化脱除重整芳烃中的烯烃

研究以NaY分子筛粉与Al₂O₃混合成型后离子交换,引入AlF₃和少量稀土（La、Ce）增加催化剂的酸性以提高脱烯烃性能,制备出简单高效的非临氢芳烃脱烯烃催化剂。采用NH₃-TPD、XRF、Py-IR和XRD对催化剂进行表征,结果表明,引入AlF₃后,催化剂的总酸量增加和L酸酸量增加,B酸酸量减少;引入适量La和Ce组分后,催化剂上中强酸量和B酸酸量增加。以La和Ce改性的催化剂对溴指数540.0 mg·（100g油）^-1的原料脱烯烃,产品分布基本无变化,溴指数约稳定在9.0 mg·（100g油）^-1。改性催化剂总酸量多、合适中强酸量以及适当提高B酸酸量有利于催化剂脱烯烃性能。