碳化鸡蛋膜/碳纳米管/二氧化锰复合材料的制备与性能

以天然鸡蛋膜（ESM）为基底,制备了一种具有良好电容性能的碳化鸡蛋膜/碳纳米管（CNTs）/二氧化锰（MnO₂）（cESM/CNTs/MnO₂）复合材料电极。首先将CNTs吸附到ESM上,通过碳化得到cESM/CNTs,再将其与高锰酸钾（KMnO₄）通过氧化还原反应,在cESM/CNTs上生成MnO₂纳米颗粒,最终得到cESM/CNTs/MnO₂复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜表征复合材料的微观形貌与结构,通过循环伏安法和计时电位法测试了cESM/CNTs与KMnO₄的质量比不同时制备得到的cESM/CNTs/MnO₂复合材料的电化学性能。实验结果表明:在当cESM/CNTs与KMnO₄的质量比为1∶4时,cESM/CNTs/MnO₂复合材料展现出优异的电容性能,并且在扫描1 000圈后,复合材料的容量保持率高达93.4%。     

双金属MOF⁃74(Mg x Ni1-x )的制备及其对CO2/N2的吸附分离性能研究

以Mg、Ni为中心金属、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为模板剂,采用溶剂热法合成HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）（x=0.25、0.50、0.75）样品,以烟道气中CO₂和N₂为吸附质,考察了HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品在273 K和298 K下吸附分离CO₂/N₂的性能;通过静态容量法在273 K和298 K处测试了三种不同HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品上CO₂和N₂的等温线,并使用双位点Langmuir?Freundlich（DSLF）和单位点Langmuir?Freundlich（SSLF）模型对获得的实验数据集进行了拟合;根据理想吸附溶液理论（IAST）,估算了CO₂/N₂二元混合物的吸附选择性;使用Clausius–Clapeyron方程计算了等量吸附热（Q_st）。结果表明,在273 K和100 kPa的条件下,HP?MOF?74(Mg_0.50Ni_0.50)样品的CO₂吸附量为4.864 mmol/g;CO₂和N₂在HP?MOF?74(Mg_0.50Ni_0.50)样品上的吸附等温线分别与DSLF和SSLF模型十分吻合,说明CO₂的吸附行为是双孔位吸附,而N₂的吸附行为是单位点吸附;HP?MOF?74（Mg_0.25Ni_0.75）样品对CO₂的IAST吸附选择性为2 263,吸附量和选择性均优于传统吸附剂MOF?74材料;CO₂在HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品上的等量吸附热均高于N₂,说明CO₂在HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品上的表面自由结合能更高。     

TiO2@H+/g-C3N4复合材料的光催化产氢性能及机理分析

本文研究了TiO₂含量对TiO₂@H⁺/g-C₃N₄异质结光催化剂产氢性能的影响。首先将石墨相氮化碳(g-C₃N₄)用硫酸处理,得到酸洗氮化碳(H+/g-C₃N₄),然后通过煅烧法在H+/g-C₃N₄表面负载TiO₂得到TiO₂@H⁺/g-C₃N₄复合材料,利用透射电镜、 X射线衍射仪、紫外-可见漫反射仪和比表面仪对TiO₂@H⁺/gC₃N₄复合材料进行了表征,研究了其在可见光下的光催化产氢性能,探讨了TiO₂@H⁺/g-C₃N₄复合材料光催化产氢机理。实验结果表明：...     

Mg⁃Al⁃LDH对塔河沥青质及其亚组分的吸附研究

采用pH恒定共沉淀法合成了双金属氢氧化物Mg?Al?LDH,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及BET等手段对其微观形貌、结构和组成进行表征。结果表明,成功制备出具有层状结构且有序程度较高的LDHs,其孔径属于介孔范畴。采用甲苯?正庚烷法将塔河沥青质（T_A）分离成重组分(A₁)和轻组分(A₂),并对其进行元素分析,得知A₁的极性最大,其次依次为T_A和A₂。进一步考察了Mg?Al?LDH对塔河沥青质及其亚组分A₁、A₂的吸附性能,研究发现Mg?Al?LDH对T_A及其亚组分A₁、A₂的吸附可在2~3 h达到平衡,实验数据与准二级动力学拟合较好,所得吸附等温线符合Langmuir模型,Mg?Al?LDH对T_A及其亚组分A₁、A₂的吸附量分别为71.38、140.65、39.31 mg/g。     

含氧化钛三元熔渣体系组元活度的预测

分别应用分子相互作用体积模型(MIVM)伪多元法和共存理论作用浓度模型对FeO-MnO-TiO₂、FeO-MnO-SiO₂、MnO-SiO₂-TiO₂以及FeO-SiO₂-TiO₂等渣系中组元FeO或MnO的活度进行了预测，对比实验值的误差显示：MIVM伪多元法预测值的总平均相对误差为16%,总平均标准偏差为0.062;共存理论预测值的总平均相对误差为28%,总平均标准偏差为0.077,MIVM伪多元法的预测效果相对共存理论较好，表明了MIVM伪多元法预测熔渣体系组元活度有较好的稳定性和可靠性。应用该模型预测了FeO-MnO-TiO₂、MnO-SiO₂-TiO₂以及FeO-SiO₂-TiO₂等渣系中组元TiO₂的活度，绘制其等活度曲线，并分析了不同渣系中组元TiO₂的热力学行为倾向。     

ZIF-8@TiO2复合材料制备及其光催化应用研究进展

金属有机框架材料(MOFs)是一类新型的多孔材料,其中类沸石咪唑材料(ZIFs)是最具代表性的MOFs材料之一。ZIF-8具有拓扑结构优异、微孔形状和尺寸可调等优势,广泛应用于吸附,催化,储氢等领域。二氧化钛(TiO₂)是一种传统的半导体光催化材料,具有无毒性,稳定性强等特点。TiO₂与ZIF-8可以通过多种方式复合制备出兼具吸附和催化性能的复合材料,从而提高污染物去除、产氢、CO₂还原及有机合成的效率。综述近年来ZIF-8@TiO₂复合材料的制备方法以及在光催化领域的研究现状,并对这类复合材料的应用前景作了展望。     

TiO2/Fe2O3纳米复合材料的制备及光催化性能

分别以Fe(NO₃)₃·9H₂O和钛酸四丁酯为铁源和钛源,以HF、HAc、NH₄F、NH₃·H₂O、H₂O₂为形貌控制剂,通过沉淀分离法联合溶胶-凝胶法制备了不同形貌的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料。用X-射线粉末衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对TiO₂/Fe₂O₃样品的结构和形貌进行了分析,并探究了所合成的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料在紫外光照射条件下对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,当以NH₃·H₂O为形貌控制剂时,制备的NH₃·H₂O-TiO₂/Fe₂     

金属有机框架材料靶向吸附酸性废气的研究

空气主要污染物中的SO₂及H₂S对环境造成的危害是不可逆的,研究其吸附有利于保护环境。文章选取三维Fe(II)-双氰银酸配位聚合物为基础框架,构建三维网络立体结构,运用量子化学计算方法,优化设计羧基、醛基吸附SO₂、H₂S的框架模型,通过密度泛函理论,研究了吸附机理。结果表明：实验模拟过程实现了修饰框架的官能团从有羧基、醛基修饰到无官能团修饰,简化了建模过程;设计的吸附SO₂和无官能团修饰模型可以降低建模难度、节约资源;设计的吸附H₂S和无官能团修饰模型的吸附效果较好,且其稳定性较高;运用分子中的原子理论进一步证实了所建模型可以稳定地吸附H₂S、SO₂,其建模简单、成本低、成功率高。     

壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜抗菌及物理性能分析

本文研究纳米TiO₂粒径、超声时间与功率、吐温80添加量4个因素对壳聚糖/纳米TiO₂复合涂膜抗菌性能的影响;并对不同纳米TiO₂添加量制备的复合膜进行扫描电子显微镜(SEM)观察和热重分析(TG)。单因素抗菌结果表明:当纳米TiO₂粒径为30 nm、超声时间为50 min、超声功率为80 W、吐温80添加量为0.5%时,复合膜对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳。SEM分析表明纳米TiO₂均能包埋于壳聚糖载体中,但有少许团聚。TG分析表明复合膜有较好的热稳定性。     

氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料的制备及其对亚甲基蓝的模拟吸附

制备了一种氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料,并运用X射线衍射、扫描/透射电镜、傅里叶红外光谱、振动样品磁强计对该复合材料进行了表征。研究结果表明,该复合材料具有Fe₃O₄核、氧化石墨烯壳的核壳结构,复合材料中皱纹丝状的氧化石墨烯紧密和磁性纳米粒子相连,Fe₃O₄成单晶状。该复合材料的制备首先在球形的Fe₃O₄纳米粒子表面包覆SiO₂涂层,再在涂层表面赋予-NH₂基,最后和氧化石墨烯反应,最终得到具有核壳结构的复合材料。对复合材料的吸附性能进行了初步模拟测试,以亚甲基蓝为吸附质,对溶液pH值、吸附剂量对吸附量的影响以及吸附等温线进行了研究,结果表明该复合材料能够在吸附后在外加磁场下快速分离,是一种优异的吸附剂。     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO /Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO /Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g^-1,而且rGO /Fe₃O₄复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。     

二维纳米片金红石TiO2的可控合成及光催化性能

采用水热法,低温条件下合成了二维纳米片状的金红石二氧化钛(TiO₂)半导体材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和表面光电压谱(SPV)研究了反应过程中HCl浓度对TiO₂材料的晶相、结晶性、形貌、粒径和光电性能等性质的影响。结果表明,HCl浓度为3、5、7 mol/L时分别合成了微球、纳米片和纳米棒状的金红石TiO₂;上述3种形貌的金红石TiO₂均显示了高于采用焙烧法得到的金红石TiO₂的光催化降解罗丹明B活性;与微球和纳米棒结构相比,纳米片金红石TiO₂具有更加优异的光催化性能。SPV结果表明,纳米片金红石TiO₂具有更高的光生电荷分离和迁移效率。     

桂林会仙湿地表层沉积物对磷的吸附特征

为了解桂林会仙湿地沉积物对磷的吸附特征, 通过实地调查选择湖泊、河流、码头等区域的8 个典型样点进行采样分析, 通过模拟试验研究了湿地表层沉积物对磷的吸附行为特征, 探讨了pH 和温度对沉积物吸附磷性能的影响。结果表明, 会仙湿地表层沉积物对磷的吸附主要发生在0. 5 h 内, 吸附量达到平衡时吸附量的86. 58%, 15 min 内吸附速率最大; 8 个典型样点中吸附速率最大的是三义桥S₂ 393. 32mg/ (kg·h), 最小的是七星码头S₃ 197. 11 mg/ (kg·h); 吸附动力学更符合准二级动力学方程。 在低磷浓度(0. 02~0. 50 mg/ L)下, 表层沉积物对磷的吸附符合Linear 模型, 且出现解吸现象,吸附/ 解吸平衡浓度(EPC₀)为0. 017~0. 534 mg/ L; 在高磷浓度(1~20 mg/ L)下, 表层沉积物对磷的吸附更符合Langmuir 模型,对磷的最大吸附量为182. 25~789. 56 mg/ kg, 最大缓冲容量(MBC)为78. 86~466. 56 L/ kg, 所有样点的吸附反应平衡常数K 值均大于零。 表层沉积物对磷的吸附量随着温度的升高而增加, 吸附过程为吸热过程; 在偏酸性条件下(pH=5)的吸附量高于偏碱性条件(pH=9)。     

CO2/N2在HP-MOF-74(ZnxNi1-x)上的吸附性能探究

以SDBS为模板剂,采用水热合成法制备了不同比例的双金属HP-MOF-74(Zn_xNi_1-x)材料,利用XRD、FT-IR、SEM等对其物化性能进行了研究;以烟道气CO₂和N₂为吸附质,使用静态容量法在273 K和298 K处测试了三种不同HP-MOF-74(Zn_xNi_1-x)材料上CO₂和N₂的等温线;根据理想吸附溶液理论(IAST)估算了CO₂/N₂二元混合物的吸附选择性;此外,使用克-克方程计算了等量吸附热(QST)。     

花生壳-磷矿粉共热解生物质炭的制备及吸附实验

将花生壳生物炭与磷矿粉采用不同质量比进行共热解制备得到共热解生物炭,通过批量实验探究了溶液pH、生物炭投加量、初始重金属离子浓度、吸附时间对共热解生物炭吸附Pb²⁺的影响,利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型以及准一级和准二级吸附动力学模型拟合分析。结果表明,共热解生物炭吸附Pb²⁺的适宜pH为5。生物炭投加量为2 g/L,吸附时间为120 min条件下,Pb²⁺达到吸附平衡后,质量比为1∶1时吸附量最大,吸附量为62.44 mg/g,且吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型。综上所述,所制备的花生壳-磷矿粉共热解生物炭对Pb²⁺的吸附能力明显优于花生壳生物炭,具有广阔的研究前景。     

不同粒度的煤样等温吸附研究

根据不同粒度的干燥煤样、含平衡水煤样的等温吸附实验，结合压汞法对煤样孔隙结构的测试实验，分析了粒度变化对孔隙结构的影响，探讨了粒度和孔隙结构变化对干燥煤样和含平衡水煤样吸附甲烷的影响及其作用机理．研究结果表明：实验范围内的粒度对干燥煤样吸附甲烷气体的影响只是在吸附时间上。而对含平衡水煤样的同等压力下吸附的甲烷量、Langmuir压力参数(pL)和吸附时间都有明显影响，但对Langmuir体积参数(VL)影响不大，并根据实验中出现的到了某一压力之后随着压力增大煤样吸附量下降的现象，研究认为Langmuir等温吸附模型已不适用，需要建立一种新的等温吸附理论模型。     

反蛋白石型黑TiO2光子晶体的制备与光催化性能

采用硬模板法制备了反蛋白石型TiO₂光子晶体,对其氢化处理后得到黑TiO₂光子晶体(H-IO TiO₂)。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析等手段,确定了H-IO TiO₂表面存在大量Ti³⁺和O空位缺陷,导致吸收光谱的红移。催化剂的光催化活性采用有机染料的光催化降解来评价。发现染料罗丹明B(RhB)的降解符合拟一级动力学,H-IO TiO₂表现出最强的光催化活性(速率常数0.033 min^-1),分别是是未热处理催化剂TiO₂(速率常数0.014 min^-1)和空气热处理催化剂(速率常数0.028 min^-1)活性的2.4和1.2倍。自由基淬灭实验证实：H-IO TiO₂在光照下能够产生更多的活性氧化基团,特别是·O^-₂和·OH自由基;证实了H-IO TiO₂表面...     

CdS量子点修饰TiO2纳米管及光解水产氢性能研究

二氧化钛（TiO₂）是一种传统的光催化剂材料,但由于其自身带隙宽(3.2 eV)及光生载流子易复合,往往需要通过贵金属或过渡金属掺杂、阴离子掺杂、构建异质结等手段增强其对太阳光的有效吸收,促使光生载流子分离并抑制其复合。采用两步法构建TiO₂/CdS异质结,首先通过多重电压阳极氧化法制备结构化的TiO₂纳米管阵列,再以TiO₂纳米管为基底,通过化学浴沉积法在TiO₂纳米管管壁内外均匀生长CdS量子点。通过X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外?可见光谱(UV?VIS)对TiO₂/CdS异质结组成、形貌和光学性质进行了表征。结果表明,构建的TiO₂?CdS异质结有效抑制光生载流子复合,促进激发电子的转移,提高光催化产氢效率;样品TiO₂(1.0)?CdS(1.0)产氢效率达到1.30 mmol/（g?h）,是CdS量子点的1.67倍。最后,基于实验分析提出了可见光光解水制氢过程中光生电子在TiO₂?CdS上的转移机制。     

Cu2+掺杂TiO2/伊利石复合材料对亚甲基蓝去除能力的研究

为解决TiO₂晶体中载流子寿命低,且晶体颗粒在溶液中易于团聚、流失而降低光催化效率的问题,采用溶胶 - 凝胶法设计制备了一种以四异丙氧基钛(TTIP)为钛源、三水硝酸铜为铜源、精制伊利石为载体的Cu²⁺掺杂TiO₂/伊利石复合材料,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征.在模拟自然光下考察了复合材料对亚甲基蓝(MB)的去除能力,并对其稳定性进行了检测.结果显示:伊利石可抑制TiO₂晶粒的     

吸附剂浓度对Cu(Ⅱ)/IIP-PAA/SiO_2吸附体系的影响

采用表面印迹技术合成了铜离子印迹聚烯丙基胺硅胶材料(IIP-PAA/SiO_2),通过静态实验研究了吸附剂浓度W0对Cu(II)离子在IIP-PAA/SiO_2材料上吸附的影响.结果表明,随着W0增加,Cu(Ⅱ)/IIP-PAA/SiO_2体系的吸附等温线下降,吸附体系具有明显的吸附剂浓度效应.实验数据显示吸附剂的平衡吸附量Qe与液相平衡浓度Ce和吸附剂浓度W0之间具有相关性,通过C_e/W_0(液相平衡离子浓度与吸附剂浓度的比值)因子来修正经典Langmuir模型参数,所得的修正Langmuir等温式能描述和预测不同吸附剂浓度W0水平下的平衡吸附量Qe,表明该修正模型具有合理性.