改性PAN纳米纤维铁配合物的制备及其催化降解染料性能的比较研究

分别以聚丙烯腈(PAN)纳米纤维和普通PAN纤维为原料,经偕胺肟改性和Fe3+配位反应制备了两种改性PAN纤维铁配合物。考察和比较了偕胺肟改性和Fe3+配位反应中两种纤维的腈基转化率及其配合物中铁含量的变化。然后在表征的基础上分别将两种改性PAN纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于偶氮染料活性红195的氧化降解反应中,研究了两者在暗态和可见光辐射条件下的催化降解性能。结果表明,PAN纳米纤维比普通PAN纤维更容易发生偕胺肟改性和Fe3+配位反应。PAN纳米纤维铁配合物对可见光吸收性能略低于普通PAN纤维铁配合物。在染料的氧化降解反应中,PAN纳米纤维铁配合物具有更好的催化活性和稳定性,尤其在暗态时表现得更为突出。     

Fe~(3+)/N共改性TiO_2可见光催化剂的制备及其对染料光催化降解性能研究

以偕胺肟纤维(AOCF)为载体,与TiCl_4进行配位后再水解,制得TiO_2/纤维复合物(N-TiO_2)。再将NTiO_2与FeCl_3反应,获得Fe、N共改性纳米TiO_2/纤维复合材料(Fe3+/N-TiO_2)。采用SEM、XRD、EDS等对复合物的形貌、晶态结构、表面元素进行表征。以染料降解率为指标,优化制备条件:Fe~(3+)初始浓度5.0mmol/L、pH=2.0、改性反应时间为20min。考察了Fe~(3+)/N-TiO_2对活性黄、活性红和甲基橙三种染料溶液的光催化降解性能,结果显示:在可见光下其对3种染料表现出良好的光催化性能,且可多次重复使用与再生,光催化反应过程符合一级反应动力学特征。PL和UV-Vis分析表明:Fe、N共改性使TiO_2禁带宽度窄化,吸收带边红移,其光谱响应范围变宽。     

Cu/Fe双金属负载PAN非织造布催化降解甲醛气体研究

采用偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)非织造布作为载体材料,将其与Cu~(2+)和Fe~(3+)的混合溶液进行反应制备双金属负载PAN非织造布催化剂。采用XPS和UV-Vis对催化剂的分子结构进行了表征,然后考察了其在甲醛气体氧化降解反应中的催化作用。结果表明,Cu~(2+)和Fe~(3+)均是通过与偕胺肟基团中的羟基和氨基的配位作用负载于PAN非织造布上,而且两种金属离子可能通过配体发生了相互作用。此外,与Fe~(3+)的单金属催化剂相比,适量掺杂Cu~(2+)能够有效提高催化体系在甲醛降解反应中的催化活性,尤其有利于其在暗反应时催化降解甲醛气体,这主要归因于Cu~(2+)/Cu~+价态转化促进了强氧化性中间体Fe(Ⅳ)=O的生成。     

PAN纳米纤维的改性及其应用于吸附金属离子

用盐酸羟胺溶液对静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维进行化学改性,制得偕胺肟PAN(AOPAN)纳米纤维,并用作吸附金属离子的基材。用SEM、FT-IR对化学改性前后PAN纳米纤维的表面形貌及分子结构进行表征。采用原子吸收分光光度计(AAS)测试溶液中金属离子的浓度,以此研究AOPAN纳米纤维对铜和铁金属离子的吸附性能。结果表明,AOPAN纳米纤维对Fe3+、Cu2+的饱和吸附量分别为206.36mg/g和118.38mg/g,且其吸附过程非常符合Langmuir吸附等温模型。此外,在1mol/L的硝酸溶液中反应60min后,Fe3+、Cu2+的洗脱率分别达到了90.6%和86%。     

金属配合纤维对漆酶固定化性能的研究

以静电纺制备的PAN纳米纤维为原料,经偕胺肟基改性后,制得偕胺肟基螯合纳米纤维(AO-PAN),再 利 用AOPAN纳 米 纤 维 上 的 偕 胺 肟 基 与Cu2+ 、Co2+形成配 位键,将Cu2+ 、Co2+固定在AO-PAN纳米纤维上,形成金属配合纳米纤维,最后利用金属配合纤维上的Cu2+ 、Co2+与漆酶形成配位反应,将漆酶固定化。通过红外光谱仪(IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜连接的X射线能谱仪(EDAX)对不同处理阶段的PAN纳米纤维进行了观察分析,并对固定化漆酶的热稳定性、酸碱稳定性、存储稳定性及重复使用性能进行了研究。结果表明,经过配位反应固定的漆酶最适温度为50℃,最适pH值为3,存储稳定性比自由态漆酶高出30%~45%,并且表现出具有一定的可重复使用性。     

纳米TiO_2/偕胺肟纤维制备的研究

采用配位-水解法制备出负载于偕胺肟纤维的纳米TiO2光催化剂,并用甲基橙溶液的光催化降解反应对所制得的光催化剂进行活性评价。利用SEM,EDS,XRD等手段对该催化纤维表面的TiO2粒子的形貌、成分、晶型进行了表征。实验表明催化剂的最佳制备条件:Ti 4+溶液的浓度为0.1198mol/L,室温下配位时间60min,在温度为55℃的水浴锅中水解7h。所制得的催化剂结合牢固,易于分离。研究还发现以偕胺肟纤维为配体对TiO2的催化性能有较大的增强作用。     

联吡啶铁铜双金属负载PAN纤维的制备及其可见光催化性能研究

通过配位作用将Cu~(2+)引入到负载2’2联吡啶铁络合物(Fe(bpy)~(2+)3)的偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维上,制备了联吡啶铁铜双金属负载改性PAN纤维催化材料,分别使用FT-IR、DRS和XPS技术对其进行表征,并考察了其作为非均相Fenton催化剂在有机染料罗丹明B氧化降解过程中的光催化性能。结果显示,该催化剂中Cu~(2+)能够通过羟基和Fe~(2+)发生相互作用,并将催化剂光响应范围拓展至整个可见光区。当催化剂中m(Cu)/m(Fe)为1.07时,催化剂显示出最高的光催化活性,而且Cu~(2+)的引入也显著提升了该催化剂的p H值适用性和可见光利用率。     

偕胺肟基螯合纳米纤维的制备

以静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维为原料,与盐酸羟胺的水溶液反应,将腈基转化为偕胺肟基团,从而制备出偕胺肟基螯合纤维。探讨了盐酸羟胺浓度、pH值、反应时间及温度对转化率的影响,并分别采用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对PAN纳米纤维膜反应前后的形貌和分子基团进行分析。结果表明:PAN在pH值为7时,腈基转化率最高;-CN转化率随着浓度、反应时间及温度的增大而提高。红外光谱分析表明,PAN分子中有部分腈基转化为偕胺肟基团。     

偕胺肟化聚丙烯腈-β-环糊精纳米纤维膜的制备及其吸附性能

利用聚丙烯腈(PAN)和β-环糊精(β-CD)原料,采用盐酸羟胺原位偕胺肟改性和静电纺丝技术,一步合成制备出偕胺肟聚丙烯腈(AOPAN)-β-CD纳米纤维膜.以纤维膜的形貌和对铀的吸附量为评价指标,优化了改性制备工艺条件.通过SEM、FTIR、表面张力仪等对纤维的形貌、组成和性能进行表征.结果表明,当氰基与羟胺摩尔比为...     

纳米四针状氧化锌晶须光催化降解甲基橙

以纳米四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)为光催化剂,以甲基橙为染料模型化合物,研究了T-ZnOw的光催化氧化降解性能.考察了甲基橙溶液的初始浓度、催化剂用量和粒径等因素对光催化氧化降解反应的影响.研究结果表明,纳米T-ZnOw光催化氧化降解甲基橙的反应遵循一级反应动力学规律;光催化剂纳米T-ZnOw的最佳用量为2g/L,此时经60min光催化降解后,甲基橙溶液的色度剩余率仅为8%;T-ZnOw粒子直径越小,光催化活性越高,效果越好.对比实验和重复实验结果表明,纳米T-ZnOw的光催化氧化降解效果比纳米TiO2和普通球形纳米ZnO粉体更好,是一种高效、长寿的光催化剂材料.     

AOPAN/RC纳米纤维膜的制备及对金属离子吸附性能

采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/醋酸纤维素(PAN/CA)纳米纤维膜,通过化学改性制备偕胺肟化聚丙烯腈/再生纤维素(AOPAN/RC)纳米纤维膜,研究了纳米纤维膜对单一金属离子(Fe~(3+))和混合金属离子(Cu~(2+)、Cd~(2+)、Fe~(3+))的吸附性能。通过扫描电镜、红外光谱、X射线能谱仪等测试对纳米纤维膜进行了表征,并通过静态接触角测定纳米纤维膜亲水性能。研究表明,改性后制备的AOPAN/RC纳米纤维膜的亲水性能得到较大改善,同时纳米纤维膜能够高效吸附溶液中的金属离子,纳米纤维膜对单一组分Fe~(3+)的饱和吸附可达411.21mg/g,对于混合金属离子溶液,纳米纤维膜对其吸附能力顺序为Fe~(3+)Cu~(2+)Cd~(2+),而且纳米纤维膜具备优良的重复使用能力。     

含偕胺肟基聚丙烯腈系螯合纤维吸附金的研究

本文研究了含偕胺肟基聚丙烯腈系螯合纤维对于三价 Au 离子的吸附行为。结果表明,上述螯合纤维不仅对三价 Au 离子具有相当高的吸附容量,而且还能将所吸附到的 Au 离子还原成金属态的 Au;在氧化还原过程中,偕胺肟基被氧化成羧酸基。     

聚丙烯腈纤维改性条件优化及其对模拟电镀废水的净化作用

为了寻求低价、环保的电镀废水处理方案,将廉价的聚丙烯腈(PAN)纤维与羟胺试剂反应对PAN纤维进行改性,使其上氰基螯合获得偕胺肟基纤维。通过改变各种改性条件,探讨了改性条件对PAN改性纤维在重金属单离子溶液和多离子混合溶液中吸附性能的影响。结果表明:最佳改性条件为21.2 g/L PAN纤维,27.0 g/L盐酸羟胺,pH值为7.0,70℃下反应2 h;改性PAN纤维对模拟电镀废水中的Cu2+,Zn2+,Ni2+,Pb2+,Cd2+等重金属离子均有较好吸附性能,其中对Cd2+吸附效果最好,吸附量为55 mg/g;在多离子混合溶液中优先选择吸附Cd2+;改性PAN纤维再生效果优良,可重复利用。     

纳米钨酸铋/偕胺肟纤维的制备及其光催化性能研究

以Bi(NO_3)_3和Na_2WO_4为原料、偕胺肟纤维作为配体,采用液相法合成钨酸铋/偕胺肟纤维(Bi_2WO_6/AOCF),通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等对样品进行了表征分析。以罗丹明B的降解率为指标进行考察,可知,Bi_2WO_6/AOCF最佳制备条件为:Bi(NO_3)_3用量为1.0mmol,Na_2WO_4用量为0.5mmol,温度为70℃,反应时间为24h。以罗丹明B、活性黄、亚甲基蓝、甲基橙为模拟污染物来考察Bi_2WO_6/AOCF的光催化活性,结果表明,Bi_2WO_6/AOCF对4种染料都有很好的光催化降解能力,且可以重复使用多次,光催化反应过程符合一级反应动力学。     

稀土配合物Eu(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)纤维的制备及其荧光性能研究

将腈纶纤维(PAN)与羟胺溶液反应,制备偕胺肟腈纶纤维(AOCF);AOCF与EuCl_3和TbCl_3进行反应,制备偕胺肟-Eu(Ⅲ)纤维和偕胺肟-Tb(Ⅲ)纤维,探讨了合成反应的最佳条件参数,得出在pH为3~4、温度为45℃左右时,配合物纤维的颜色变化最深,纤维中Eu(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)的含量最高。红外谱图显示,配合物纤维中νN—O、νCN特征峰均发生了位移,峰的强度也有较大变化,表明了Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)与偕胺肟纤维发生了配位反应。从配合物纤维的荧光谱图可以看出,在一定的激发波长下,配合物纤维都具有明显的荧光性能。     

交联型偕胺肟型凝胶的制备及对镓离子的吸附性能

以水合联胺为交联剂,利用"热致相分离"原理制备了聚丙烯腈/二甲亚砜(PAN/DMSO)交联(C-PAN)凝胶,将其进一步与羟胺(NH2OH)反应后得到交联型偕胺肟(C-PAO)凝胶,交联型偕胺肟凝胶可用于吸附强碱性模拟拜耳溶液中的镓离子(Ga~(3+))。文中采用了超临界CO_2萃取干燥法取代真空干燥,并探讨了不同溶度参数的交换溶剂对凝胶孔径的影响。红外测试结果表明,凝胶成功偕胺肟化且偕胺肟基团与镓离子发生了螯合作用;扫描电镜照片显示,当交换溶剂的溶度参数与PAN基体的差值(Δδ)增加,得到的凝胶孔径减小;吸附测试结果显示,偕胺肟凝胶对模拟拜耳溶液中镓离子的饱和吸附量为15.8 mg/g,平衡时间为140 min。     

固定漆酶对对苯二酚的降解研究

以静电纺制备的PAN纳米纤维为原料,用盐酸羟胺水溶液对其进行化学改性后得到偕胺肟基PAN螯合纳米纤维(AOPAN),将其与Cu~(2+)配位得到金属配合纳米纤维为载体固定漆酶,并研究了固定漆酶对对苯二酚的降解。分别采用红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDAX)对不同处理阶段的PAN纳米纤维进行了观察分析,并对固定漆酶的性能进行了研究,通过测定不同降解阶段对苯二酚的吸光度变化来分析其降解情况。结果表明:改性后的PAN纳米纤维表面没有出现严重的裂痕或降解现象。固定漆酶的最适pH值为4,最适温度为50℃。铜离子配合螯合PAN纳米纤维膜(Cu-AOPAN)固定的漆酶,3次重复利用后,对对苯二酚的降解率分别为55.18%、50.75%、50.65%。     

铁掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3 的纳米TiO2微粒,采用X光衍射仪对粉体进行了表征.以甲基橙为目标降解物,研究了Fe3 掺杂纳米TiO2光催化性能.结果表明,掺杂适量Fe3 能够提高TiO2的光催化活性,当Fe3 的掺入量为摩尔比0.41%时催化活性最高.以紫外灯为光源,降解初始浓度为20mg·L-1的250mL甲基橙溶液,催化剂0.41%(摩尔分数)Fe3 -TiO2投加量为0.5g时,甲基橙的光催化降解效果最好.     

可见光响应的Fe-TiO_2纳米光催化剂降解甲基橙废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备Fe掺杂的TiO_2光催化剂,通过UV-Vis和XRD表征其结构,结果显示该催化剂具有良好的可见光吸收,其主要晶型为锐钛型TiO_2,其晶粒尺寸为14.2-15.0nm。在可见光下,与未掺杂的催化剂相比,Fe掺杂的催化剂可较好地降解甲基橙废水。随着反应溶液pH升高,处理效果降低。Fe掺杂的TiO_2光催化剂可较好地处理实际甲基橙染料废水。     

纳米二氧化锰负载钴锰催化K_2S_2O_8/NaHCO_3降解甲基橙

为了去除碱性水溶液中的染料,采用纳米二氧化锰负载钴锰(Co(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-MnO_2)催化K_2S_2O_8/NaHCO_3氧化降解染料。对Co(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-MnO_2催化剂进行形貌和结构表征。考察了溶液初始pH值、反应温度、催化剂投加量、甲基橙(MO)、过硫酸钾摩尔比及碳酸氢钠浓度等因素对Co(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-MnO_2催化氧化MO的影响,并对MO氧化过程结构变化进行分析。实验结果表明:在优化条件下Co(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)-MnO_2催化MO(40mg/L)的降解率达到82.61%,MO降解反应动力学为一级反应。该体系适合处理中性和弱碱性MO废水。