碳基吸附材料吸附铀的研究现状

介绍了3种碳基吸附剂对水体中铀的吸附特性。大量研究结果显示:溶液pH、离子强度、体系温度、铀初始浓度和接触时间等对吸附材料吸附铀的性能都有很大影响;吸附材料表面不同的官能团是影响其吸附能力的重要因素,表面接枝不同官能团的吸附材料对铀的吸附性能存在明显差异;目前,通过离子印迹、接枝功能化等方式可以对材料进行改性,提高其对铀的吸附性能。     

十二烷基硫酸钠对碳纳米管悬浮液分散性能的影响

以十二烷基硫酸钠(SDS)为分散剂,制备碳纳米管悬浮液。通过测定SDS在碳纳米管表面的等温吸附曲线和悬浮液的Zeta电位,研究SDS对碳纳米管表面性质的影响。结果表明:SDS的加入使Zeta电位由-28 mV变为-48 mV左右,SDS浓度c(SDS)为2.0×10-3 mol/L左右时达到最大电位值并最终趋于稳定;SDS在碳纳米管表面的等温吸附曲线为典型的双平台型(LS型)吸附曲线。SDS吸附量在低浓度下(0.7×10-3~1.2×10-3 mol/L范围内)处于第一平台吸附值;随后SDS浓度进一步增大,吸附量迅速上升,在2×10-3 mol/L处趋近饱和吸附,吸附量达到第2个平台。悬浮碳纳米管浓度测定结果表明SDS可作为水性体系碳纳米管的分散剂,SDS的最佳浓度范围为2.0×10-3~8.0×10-3 mol/L,通过静电排斥和位阻效应有效阻止碳纳米管的团聚。     

聚丙烯酸螯合树脂的制备及其吸附碱性溶液中铀的性能

研究了以聚丙烯酸共聚物为载体,通过接枝四乙烯五胺,再进行季铵化反应制备带有强碱基团的螯合树脂,并考察其从有高浓度碳酸根/碳酸氢根存在的铀矿石碱性浸出液中吸附铀的特性。结果表明:所制备的聚丙烯酸螯合树脂对铀有较好的吸附性能;针对铀矿石碱性浸出液,在铀、碳酸根、碳酸氢根质量浓度分别为0.8、36、14 g/L条件下,该树脂对铀的饱和吸附容量为126.6 mg/g。     

硅/碳复合材料的高温热解法制备及其电化学性能

采用高温热解方法成功地合成了高容量硅/碳复合负极材料.通过X射线衍射分析、热重分析、扫描电子显微镜观察、透射电子显微镜观察、恒电流充放电测试、循环伏安法等手段研究了复合材料的性能.结果表明:硅/碳复合材料由Si、C以及少量SiO₂组成;硅/碳复合材料中碳的质量分数约在39%左右;经电化学性能测试,在电流0.2 m A下,该硅/碳复合材料首次充电容量768 m Ah·g-1,首次库仑效率75.6%,70次循环后可逆比容量仍为529 m Ah·g-1,平均容量衰减率为0.44%.这些性能改善归因于硅/碳复合材料中碳的引进,硅表面存在的碳涂层提供了一个快速锂运输通道,降低了电池的阻抗并且充放电过程中稳定了电极的组成.      

硅胶G负载纳米钛酸锶钡的制备及其对水中锌Ⅱ的吸附性能

采用柠檬酸络合,溶胶-凝胶法制备了硅胶G负载纳米钛酸锶钡,并对其结构和对水中锌离子的吸附性能进行了研究。结果表明:溶胶-凝胶法制备的纳米钛酸锶钡能够牢固地负载于硅胶G表面,成为蚕茧状颗粒吸附材料。在pH 4~7时,该吸附剂对水中的锌离子具有很强的吸附能力,静态吸附容量达21 mg/g,吸附在吸附剂上的锌离子,用0.5 mol/L的硝酸可完全洗脱,采用火焰原子吸收光谱法测定。方法检出限为4.2μg/L,对初始浓度0.01 mg/L Zn2+的溶液,独立吸附测定6次,相对标准偏差为3.1%。将其用于水中痕量锌     

TiCl_4-AlCl_3水解制备金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)吸附研究

为研究金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附,利用TiCl_4-AlCl_3水解制备球形的金红石TiO_2颗粒.在金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附实验中,研究了时间、pH和Cr(Ⅵ)初始浓度对吸附的影响.利用伪一级、二级动力学模型和Webber-Morris模型对吸附动力学数据进行分析,并计算吸附过程的△G0,探究该吸附过程的机理.结果表明:金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附平衡时间约为30 min,适宜的吸附pH值为5,平衡吸附容量随Cr(Ⅵ)初始浓度的增加而增加,当Cr(Ⅵ)浓度为800 mg/L时,吸附容量达到24.38 mg/g.吸附动力学更符合伪二级动力学模型,△Gθ的计算值为-5.679 kJ/mol,表明吸附过程为自发的化学反应过程. Webber-Morris模型拟合结果表明,金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附主要以颗粒表面吸附为主.     

碳纳米管在水处理中的应用现状及进展

作为一种新型的碳材料,碳纳米管具有突出的力学、热学、电学等性能。基于其比表面积大、传输性能好、表面性质灵活可变、抗菌良好等,近年来碳纳米管被研究作为吸附材料、膜材料、膜添加剂、抗菌材料,广泛应用于水处理领域。详细介绍了其在吸附污染物、处理生物污染物、水催化氧化、膜分离等各方面的应用。研究表明,碳纳米管在水处理领域具有极大的应用潜力。     

具有核壳结构的FeS2微米球与碳纳米管原位复合介孔材料的构建及其在锂离子电池中的应用

通过简单的水热反应原位合成了具有核壳结构的FeS₂微米球与多壁碳纳米管复合的介孔材料(C-S-FeS₂@ MWCNT).FeS₂微米球表面由纳米片状颗粒堆叠形成的厚度为~350 nm壳层, 以及以化学键的形式吸附在微球表面的碳纳米管共同构成了材料保护层.保护层具有丰富的官能团和大量的孔隙结构, 保证了锂离子扩散通道, 并有效抑制了体积膨胀.C-S-FeS₂@ MWCNT在200 mA·g-1的电流密度下, 250次循环可逆容量达到638 mA·h·g-1, 倍率性能也得到明显改善, 为过渡金属硫化物电极材料的微米化设计和体积能量密度的提升提供了可能.      

羧基化碳纳米管修饰玻碳电极伏安法测定痕量钯

基于羧基化多壁碳纳米管(c-MWCNT)修饰玻碳电极,建立了无汞测定痕量钯的新方法。在0.1 mol/L的HAc-NaAc缓冲液(pH 4.5)中,当Pd2+在羧基化多壁碳纳米管修饰玻碳电极表面于-1.1 V电位下富集30 s,电位扫速为100 mV/s时,该修饰电极在线性扫描伏安图上出现一灵敏的阳极溶出峰,峰电位为0.162 V。峰电流与Pd2+浓度在5.0×10-10～1.0×10-7mol/L范围内成良好的线性关系,其相关系数为0.999,方法检出限可达1.5×10-10mol/L。该修饰电极稳定性较好,可用于钯催化剂中钯含量的测定,回收率为98%～103%。     

稻壳基多孔硬碳的制备及其储钠性能

用稻壳做原料,不同浓度的氢氧化钾溶液做活化剂,采用水热法制备钠离子电池硬碳负极材料.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测试系统（BET）和电池性能测试系统,对其结构、形貌和电化学性能进行表征.研究结果表明,用2 mol/L浓度的氢氧化钾做活化剂制备的多孔碳材料（RHPC-1-2）具有37.633 6 m2/g的高比面积且存在大量的微孔和中孔. RHPC-1-2材料具有高的可逆比容量为285 mAh/g和初始库仑效率为72%. RHPC-1-2材料表现出优异的循环性能,在100 mA/g电流密度下,首次循环放电比容量为204 mAh/g,循环100次后容量仍有200 mAh/g,容量几乎没有衰减. RHPC-1-2材料也表现出优异的倍率性能,在25 mA/g、50 mA/g、100 mA/g、200 mA/g和500 mA/g电流密度下放电比容量分别是265 mAh/g、247 mAh/g、213 mAh/g、170 mAh/g和112 mAh/g,当电流密度又是25 mA/g时,RHPC-1-2材料的放电比容量几乎没有下降.