TiO_2/ZnO纳米多孔复合膜制备及光催化性能研究

分别采用水热处理和添加有机物的方法制备了TiO2/ZnO纳米多孔复合膜,利用XRD、SEM、TEM和EDS对薄膜进行了分析表征,通过甲基橙降解研究了多孔膜的光催化性能。结果表明:采用这两种方法都可获得具有孔洞特征的多孔复合膜,对添加有机物法制备的多孔膜进行的光催化降解实验表明该多孔膜光催化性能明显优于致密复合膜。     

PAN多孔纳米纤维的制备及其吸附性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,以聚乙二醇(PEG)为造孔剂,通过静电纺丝制成PAN/PEG复合纳米纤维,再经水洗去除纤维中的PEG成分制备出PAN多孔纳米纤维。采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、比表面孔径测定仪、分光光度计分别对PAN多孔纳米纤维的结构、形貌、比表面积及吸附性能进行了表征。结果表明:PAN/PEG复合纳米纤维中两组分呈微观相分离状态,通过水洗可去除PEG组分制得PAN多孔纳米纤维;PAN多孔纳米纤维的直径随PEG含量及相对分子质量的增加而减小,而比表面积、孔体积以及吸附能力随PEG含量及相对分子质量的增加而增大。     

纳米ZnO改性沥青的制备及性能研究

为探究纳米ZnO改性沥青的路用性能,采用高速剪切法制备了纳米ZnO掺量分别为2%,4%,6%及8%的改性沥青,并通过光学显微镜、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及差示扫描量热仪(DSC)对改性沥青的微观形貌、化学构成及热稳定性等性能进行表征与分析,再采用动态剪切流变仪和布氏粘度计分别对改性沥青的高温流变性能及黏温特性进行测试。结果表明,纳米ZnO能够均匀分散于基质沥青中,且与沥青发生交联反应,生成一种空间网状结构;纳米ZnO对基质沥青既有物理改性也有化学改性;随着纳米ZnO掺量的增大,改性沥青的低温性能及热稳定性均得到不同程度的改善;改性沥青呈现出更优的高温抗车辙能力及黏温特性。     

纳米ZnO改性沥青的制备及性能研究

为探究纳米ZnO改性沥青的路用性能,采用高速剪切法制备了纳米ZnO掺量分别为2%,4%,6%及8%的改性沥青,并通过光学显微镜、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及差示扫描量热仪(DSC)对改性沥青的微观形貌、化学构成及热稳定性等性能进行表征与分析,再采用动态剪切流变仪和布氏粘度计分别对改性沥青的高温流变性能及黏温特性进行测试。结果表明,纳米ZnO能够均匀分散于基质沥青中,且与沥青发生交联反应,生成一种空间网状结构;纳米ZnO对基质沥青既有物理改性也有化学改性;随着纳米ZnO掺量的增大,改性沥青的低温性能及热稳定性均得到不同程度的改善;改性沥青呈现出更优的高温抗车辙能力及黏温特性。     

多孔纳米复合材料的制备及性能研究

用比表面积为1200m^2／g,平均孔径是3．7nm的活性炭作为无机相,用丙烯酰胺作为有机相,制备多孔纳米聚丙烯酰胺一活性炭复合材料,并研究其对酚类化合物的吸附过程。结果表明,经聚合物修饰过的活性炭吸附能力增强,并以化学吸附为主,吸附容量随吸附时间、吸附剂量的增加而增加,最后达到平衡值,吸附过程更适合Freundlich等温吸附方程式。     

沸石基纳米ZnO的制备及性能研究

本文应用水热分散法,通过分散进行分步化学反应,在孔径为0.78nm的沸石分子筛N aY的孔道中成功地组装了纳米ZnO粉体。经过实验:用X射线衍射仪(XRD)对产物的微观结构进行了表征,证明用水热分散法能够有效的把纳米ZnO分散组装在分子筛N aY的孔道中。     

纳米ZnO的制备及气相光催化性能研究

为了验证ZnO光催化剂对电厂烟气中NO的氧化效果,对初始浓度300 ppm的NO气体进行了紫外光下负载型ZnO光催化实验。研究所采用的纳米ZnO光催化材料由水热合成法制备,并与商业ZnO的效果进行了对比。用SEM和XRD对其进行了表征。实验结果表明,特定条件下,NO的氧化率达到14%,说明ZnO应用到气相光催化时还需要一定改进。     

ZnO纳米棒的制备及光学性能研究

采用水热合成法在覆盖有ZnO晶种层的硅片上制备了形貌可控的ZnO纳米棒,并利用XRD、扫描电镜、拉曼光谱和光致发光光谱等测试手段对其结构及光学特性进行了研究。结果表明,所制备的ZnO纳米棒具有较强的紫外发光和较弱的深能级发光,说明所制备的ZnO纳米棒结晶质量和光学性能均较好。     

纳米ZnO复合涂料的制备及性能研究

选用苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、油酸、纳米ZnO等原料，对纳米粒子表面进行改性，制得核壳结构的纳米ZnO复合乳液。研究了功能单体、分散剂种类、纳米ZnO添加工艺等因素对乳液及涂膜性能的影响。结果表明：分散剂种类、用量及分散方法是影响纳米ZnO分散体系稳定性的主要因素；纳米ZnO在介质pH值为9～10时分散效果最佳；将1／2经表面处理的纳米ZnO在乳液反应前加入进行共聚，其余1／2在反应后共混，所得复合乳液及涂膜的综合性能最佳。     

纳米碳酸钙的制备及吸附性能研究

以氯化钙、硝酸钙分别和碳酸钠反应制备纳米碳酸钙,研究反应温度、反应浓度和钙盐种类对碳酸钙粒度、吸附性能的影响。结果表明,氯化钙参与制备的最佳工艺条件为:反应物浓度均为2 mol/L,反应温度为40℃。在同样的反应条件下,硝酸钙参与反应可制备粒度较小的碳酸钙。扫描电镜显示试样形貌为层状和块状,一次粒度约为100 nm。硝酸钙和碳酸钠反应制得的碳酸钙吸附性能好于氯化钙同碳酸钠制得的碳酸钙。     

微/纳米ZnO的制备及光催化性能研究

以二水合醋酸锌[Zn(CH_3COO)_2·2H_2O]和NaOH为原料,采用水热合成法,制备微/纳米ZnO粉。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对产物进行表征。结果证明:ZnO粉体为微/纳米棒状、花状、球状氧化锌粉;并且为六方晶系纤锌矿结构。配制甲基橙稀溶液,选取微/纳米ZnO粉为光降解催化剂,在500W紫外光照射下,研究其光催化降解性能。结果证明:微/纳米棒状ZnO粉体比花状、球状微/纳米ZnO粉具有更高的催化活性。棒状、花状、球状微/纳米ZnO粉90min脱色率分别达到98.16%、58.90%和44.02%;而在270min脱色率分别达到99.74%、98.16%和94.69%。     

纳米ZnO／ABS复合材料的制备及性能研究

制备了改性纳米ZnO／丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，研究改性纳米ZnO用量对复合材料维卡软化温度及紫外线老化前后力学性能的影响。结果表明：适量添加改性纳米ZnO既可有效提高ABS复合材料的维卡软化温度及各种力学性能，又可赋予复合材料优良的耐老化性能。改性纳米ZnO用量为3％时，ABS复合材料的维卡软化温度达102℃，比纯ABS树N（98．7℃）提高3．2℃；紫外线老化前后复合材料的拉伸强度较纯ABS树脂分别提高37．4％和44．6％、断裂伸长率提高0．9％和357％、硬度提高45．4％和29％、缺口冲击强度提高13.8％和44．7％、无缺口冲击强度提高12．4％和44.4％。     

纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

本文以羟丙基纤维素（HPC）作为分散剂,运用沉淀法制备出了粒径均匀的ZnO颗粒.通过透射电子显微镜（TEM）,X射线衍射（XRD）,紫外可见光吸收光谱,光致发光谱（PL）对ZnO进行了性能表征,并探讨了其形成机理及制备中的影响因素.利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料罗丹明B进行了光降解实验,实验结果表明,此方法制备的ZnO具有良好的光催化性能,有望在治理环境污染等领域具有良好的应用.     

粉煤灰基多孔陶瓷的制备及吸附性能研究

对粉煤灰基多孔陶瓷的有效利用不但能够减少粉煤灰对环境的污染,而且在废水处理等领域表现出较高的应用价值。本文以粉煤灰为主要原料,膨润土为黏结剂,活性炭为造孔剂,采用直接成型烧结工艺制备了一种性能优异的多孔陶瓷材料,并研究了烧结温度和活性炭用量对多孔陶瓷结构与性能的影响。结果表明,粉煤灰/膨润土烧结形成陶瓷骨架,活性炭氧化形成孔洞结构,在两者协同作用下形成多孔陶瓷材料。随着烧结温度的升高和活性炭用量的减少,多孔陶瓷材料的显气孔率和吸水率减小,体积密度和抗压强度增大。当烧结温度为1 100℃和活性炭用量为60%(质量分数)时,所制备的多孔陶瓷综合性能更优,显气孔率为61.75%,体积密度为0.93 g·cm^-3,吸水率为63.48%,抗压强度为4.29 MPa,对浓度为100 mg·L^-1的Pb²⁺溶液的去除率为98.4%,饱和吸附量高达45.79 mg·g^-1。     

超大多孔水凝胶的制备及吸附性能研究

以Na2CO3为发泡剂,聚(氧化乙烯/氧化丙烯)(PF127)为泡沫稳定剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)及N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(TMEDA)为氧化还原引发剂,利用发泡技术合成了羧甲基纤维素钠(CMC)接枝丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)超大多孔水凝胶(SPH),并应用于处理阳离子红染料溶液.研究表明,该水凝胶具有超大多孔结构且具有良好的热稳定性;在m(AA)∶m(AMPs)=8∶2,w(MBA)=0.02%,w(Na2CO3)=65%,w(PF127)=0.2%时制得的凝胶吸蒸馏水倍率及吸0.9%盐水倍率分别达1 281、143 g/g,10 min时已基本达到溶胀平衡;该SPH对阳离子红染料溶液具有良好的脱色效果,脱色率达98%.     

纳米多孔硅的制备及其性能研究

采用sol-gel法制备了SiO2气凝胶,再利用镁热还原反应制备出纳米多孔硅,并与高氯酸钠复合制备出纳米多孔硅/高氯酸钠复合材料.通过X射线衍射仪、扫描/透射电镜、X-ray能谱仪、比表面积测试仪对纳米多孔硅的成分和结构进行了表征.用热重分析仪和高速摄影机测试了纳米多孔硅/高氯酸钠复合材料的热性能及爆炸性能.结果表明,在低温(≤650℃)下,通过调节温度,可以制备出不同晶态的纳米多孔硅,其具有三维无规则网络的海绵状介孔结构,孔径均一,孔径大小约10 nm,比表面积高达820.7 m2/g.在没有壳体限制的条件下,纳米多孔硅/高氯酸钠复合材料在惰性气体中约510℃发生热分解,在热板烘烤下发生强烈爆炸,并伴有蘑菇云状的火焰.     

纳米ZnO/Ni电极的制备及光电催化性能研究

采用阴极电沉积法制备泡沫镍负载纳米氧化锌电极,并用扫描SEM和XRD分析其晶粒形貌和物相结构。以刚果红染料为模拟污染物,ZnO/Ni为工作电极,铂丝电极为对电极,对刚果红染料废水进行了光电结合催化降解的试验研究。考察了外加偏压、氯离子浓度和溶液初始pH对刚果红染料废水光电催化降解效率的影响,同时在最优条件下比较了光催化降解、电解与光电结合催化降解对刚果红染料废水的降解效果的差异。结果表明,在相同条件下,光电结合催化降解刚果红染料废水的速率比单纯的光催化降解速率和单纯的电解速率快。在外加偏压为1.2 V,支持电解液浓度为0.20 mol.L-1,溶液pH为6时对40 mg.L-1的刚果红光电催化降解120 min时的降解率、色度和COD去除率分别达到82.57%、94.00%和68.72%。     

钢渣基多孔地质聚合物的制备及吸附性能研究

以钢渣为主要原料,水玻璃为激发剂,H₂O₂为发泡剂,制备多孔地质聚合物材料。采用XRD、FTIR、SEM、BET等对原料及最终试样进行表征,研究钙硅比、激发剂和H₂O₂掺量对该材料性能的影响。将所制备的多孔地质聚合物用作吸附剂,初步考察该材料对Cu²⁺的吸附效果。试验表明:当钙硅比为1.0,水玻璃掺量为20.4%(质量分数),发泡剂掺量为4%(质量分数)时,该材料性能良好,总孔隙率86.4%,抗压强度0.5 MPa,体积密度0.408 g/cm³,体积吸水率56.31%,钢渣使用率65.85%,比表面积与孔容显著提高。吸附结果显示:该材料对Cu²⁺吸附效果良好,去除率可达91.44%,平衡吸附量达到15.239 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型。