改性芋叶柄基活性炭的制备及表征

采用H_2O_2-HNO_3混合液对芋叶柄基活性炭进行轻度表面氧化改性,再利用表面负载离子的方法对其表面负载Cu~(2+),制备负载铜芋叶柄基活性炭。以亚甲基蓝脱色率为评价指标,分析2次改性过程对芋叶柄基活性炭吸附性能的影响,利用低温N_2吸附、傅里叶红外光谱(FT-IR)等实验技术,对芋叶柄基活性炭的孔结构与性能进行表征与分析。结果表明,经氧化改性后芋叶柄基活性炭的比表面积及孔径增大,BET比表面积为922.600m2/g,孔容0.068cm3/g,孔径18.471nm,对亚甲基蓝脱色率为74.38%。经2次改性后负载铜芋叶柄基活性炭对亚甲基蓝脱色率达93.44%,吸附能力得到进一步提高。     

SiO_2@Fe_3O_4磁性纳米复合材料的制备及其对亚甲基蓝吸附性能研究

利用正硅酸四乙酯作为SiO_2的前驱体,制备了SiO_2包覆铁氧体(SiO_2@Fe_3O_4)磁性纳米复合材料。通过FT-IR、TEM、BET等表征方法,研究了不同搅拌速率、(TEOS)g/(MNPs)g、氨量及水解温度制备的SiO_2@Fe_3O_4磁性纳米复合材料对废水中亚甲基蓝吸附性能的影响。结果表明,在搅拌速率为400 r/min,(TEOS)g/(MNPs)g为2.4,氨量为2.5mL,水解反应温度为40℃时,所制备的SiO_2@Fe_3O_4磁性纳米复合材料对亚甲基蓝的吸附性能最佳。磁选和再生性能研究表明,所制备的SiO_2@Fe_3O_4磁性纳米复合材料孔径大小合适、分布均匀,其磁选性能满足日常需要,且具有良好的再生性能和优异的亚甲基蓝吸附性能。     

MoS_2/WO_3纳米复合材料的制备及其吸附性能的研究

以钨酸钠、无水硫酸钠、钼酸钠和硫代乙酰胺为原料,利用温和的两步水热法,不加任何模板和表面活性剂成功制备出MoS_2/WO_3纳米复合材料。利用XRD、TEM、FT-IR、UV-Vis和BET分别对MoS_2/WO_3纳米复合材料的结构、形貌、尺寸、吸附性能和比表面积进行了表征。结果表明,MoS_2/WO_3样品展现了较高的比表面积(139.9m2/g),理想的纳米结构和优异的吸附性能。MoS_2/WO_3吸附剂对亚甲基蓝有较高的选择性吸附。在初始浓度为10mg/L,100mL的亚甲基蓝溶液中加入10mg的吸附剂,60min后吸附效率可达100%(无需进一步光催化),吸附容量优于380mg/g。     

K_2CO_3活化法制备芋叶柄基活性炭的研究

以废弃的芋叶柄为原料,K2CO3为活化剂,制备芋叶柄基活性炭,考察炭化和活化工艺条件对活性炭吸附性能的影响,采用等温氮吸脱附测试、扫描电子显微镜(SEM)对样品材料进行了测试。结果表明:若以碘吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度200g/L、活化温度850℃、活化时间35min,碘值为1930.4mg/g,BET比表面积为633.215m2/g,孔容为0.194cm3/g,孔径为18.45nm。以亚甲基蓝吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度175g/L、活化温度875℃、活化时间35min,亚甲基蓝吸附值为298.8mg/g,BET比表面积为604.708m2/g,孔容为0.076cm3/g,孔径为18.533nm。     

PAN-MMT复合纳米纤维膜对亚甲基蓝吸附行为的研究

通过溶液插层法和静电纺丝技术制备聚丙烯腈/蒙脱土(PAN-MMT)复合纳米纤维膜,测试了其对亚甲基蓝的吸附行为。研究了吸附过程中的吸附时间、溶液酸碱度、染液初始浓度等影响因素对吸附平衡量的影响,并对PANMMT复合纳米纤维膜的吸附行为和等温线模型进行模拟。结果表明,PAN-MMT纳米纤维膜在40℃条件下,吸附5h后达到吸附平衡;当亚甲基蓝的初始浓度为80mg/L时,吸附量最大,达到23.90mg/g;当溶液pH=11时,纳米纤维膜对亚甲基蓝染液的脱色率最大,可达到100%;PAN-MMT复合纳米纤维膜的吸附行为遵循拟二级动力学模型和Langmuir等温线模型。     

超高比表面积活性炭的制备与表征

以无患子残渣为原料,KOH与K2CO3作为活化剂,采用微波炭化和活化两步法制备超高比表面积活性炭,通过正交实验优化活性炭的制备工艺,探讨了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附亚甲基蓝吸附值的影响。利用N2吸脱附实验、XRD、FT-IR等实验技术,对制备的活性炭结构与性能进行了表征。结果表明,在碱炭质量比为4∶1、活化温度800℃、活化时间30 min的条件下,所制备的活性炭对亚甲基蓝吸附值为595 mg/g,BET比表面积为3 479 m2/g,吸附累积总孔容达1.8262 cm3/g,平均孔径为2.0997 nm。     

二醋酸/有机改性蒙脱土复合多孔纤维的制备及其染料吸附性能

利用高挥发溶剂,采用静电纺丝技术,通过在二醋酸(CA)纺丝液中添加不同质量分数(0%、1%、2%、3%和4%)的有机改性蒙脱土(O-MMT),制备CA/O-MMT复合多孔纤维膜,通过对亚甲基蓝染料的吸附,比较纤维膜的吸附性能。通过电导率仪和黏度计分别对纺丝液的电导率和黏度进行测试;利用扫描电镜分析O-MMT加入量对制备的复合纳米纤维形貌的影响;利用傅里叶变换红外光谱证实CA/O-MMT复合多孔纤维膜的复合结构;采用透射电镜观察O-MMT在纤维中的分布;通过紫外-可见分光光度计测量复合纤维膜对染料的吸附性能。结果表明:随着O-MMT含量的增加,纤维直径变细,纤维珠节增加,但纤维膜对亚甲基蓝染料的吸附性能提高;且反应温度的升高有利于复合纤维膜对亚甲基蓝染料的降解;酸性条件不利于复合纤维膜对亚甲基蓝染料的降解。     

NaOH活化法制备高比表面积稻壳活性炭

以农业废弃物稻壳为原料,NaOH为活化剂,制备了中孔发达的高比表面活性炭,研究了碱炭比、活化温度对样品碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响;采用SEM、TEM表征了活性炭的形貌,通过BET法计算了活性炭的比表面积,BJH方程计算出活性炭的孔径分布.结果表明,在碱炭比为3∶1、活化温度为750℃的工艺条件下制备的稻壳活性炭同时具有较高的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值;稻壳活性炭比表面积高达2164m2/g,中孔含量达到63.67%,总孔容达到1.544mL/g.     

埃洛石纳米管热敏复合微球的制备及吸附性能

通过种子乳液聚合法在埃洛石纳米管(HNTs)表面包覆聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),制备了HNTs/PNIPAM热敏复合微球。利用红外光谱仪(FT-IR)、粒度仪、比表面积测试仪(BET)对复合微球的结构和形貌进行了分析,通过分光光度法研究了复合微球对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,复合微球粒径约为1.8μm,比表面积约为18.2m2/g;其体积相转变温度约为33.6℃,具有热敏性。实验条件下,复合微球对溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附率为99.4%,吸附MB后的复合微球在室温下再生60min后,MB解吸附趋于平衡,进一步在40℃进行解吸附时,微球中MB可以进一步释放。     

黄原酸化膨润土的制备及脱除亚甲基蓝的性能研究

对膨润土进行改性制得黄原酸化膨润土(XB),通过FT-IR、TG、SEM、粒度分析对XB进行了表征,结果表明,碳硫键接到了膨润土表面,使其亲水性降低,表面积增大。通过XB对亚甲基蓝的吸附试验,表明XB是一种环境友好型吸附剂。考察了亚甲基蓝初始浓度、吸附时间、温度、pH值、吸附剂用量对其吸附性能的影响。结果表明:在25℃,pH=7～8,亚甲基蓝初始浓度100mg/L,XB用量为2g/L,吸附30min时,XB对亚甲基蓝的脱色率达到99.93%,处理后废水可达标排放。     

柔性PMMA/TiO_2复合超细纤维的制备及表征

利用静电纺丝技术制备出聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸四正丁酯(PMMA/TBT)复合超细纤维膜,并通过水热法处理得到PMMA/TiO_2柔性复合纳米纤维膜。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、热失重分析法(TGA)、X射线衍射法(XRD)等手段对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜进行表征,借助扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)对该材料的形貌结构、孔隙结构进行分析,最后探讨了所制备的纳米纤维膜的光催化降解能力,综合分析了pH值对水热法制备PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明,成功制备出了比表面积较大,催化活性较高的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜;在水热反应过程中pH=8时,得到的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜中TiO_2晶型为锐钛矿型,且比表面积较大,对拟污染物亚甲基蓝的脱色率达到95%。     

壳聚糖多孔膜制备及其多功能分离性能研究

采用聚合物辅助相转化法制备壳聚糖多孔膜,考察了添加剂添加量对其形貌、孔结构及其分离和吸附性能的影响.结果表明,随着添加剂含量的增加,壳聚糖多孔膜的孔径和孔隙率逐渐增大,其纯水通量逐渐上升;制备的不同孔结构多孔膜对100.0 mg/L甲基蓝染料溶液和铬(Ⅵ)离子溶液进行过滤分离时,其通量随着添加剂含量逐渐上升,对甲基蓝染料的截留率均在99%以上,但对铬(Ⅵ)离子的截留率却逐渐下降.当该壳聚糖多孔膜用于铬(Ⅵ)离子的吸附分离时,随着添加剂含量的增加,制备的纯壳聚糖多孔膜对铬(Ⅵ)离子的吸附量逐渐上升;交联多孔膜在交联剂质量分数为0.04%时,其吸附量达到最高,为181.60 mg/g.本研究为壳聚糖多孔膜对不同废水的多功能分离提供基础.     

高温改性糖滤泥吸附亚甲基蓝的研究

为了研究高温改性糖滤泥对亚甲基蓝的吸附性能,采用静态吸附法进行模拟废水的吸附实验,考察了亚甲基蓝不同初始浓度、吸附时间、吸附剂投加量及温度对脱色率的影响,确定了最佳吸附脱色条件,并用伪一级、伪二级动力学方程模拟改性糖滤泥吸附亚甲基蓝的动力学行为。结果表明,当吸附时间为120min,吸附剂投加量为0.18g,温度为303K时,废水脱色率最高达97.77%;伪二级动力学方程机理更适合解释高温改性糖滤泥对亚甲基蓝吸附的现象;傅里叶红外光谱分析表明,高温改性糖滤泥吸附亚甲基蓝存在化学吸附。所以,高温改性糖滤泥吸附亚甲基蓝是可行的。     

静电纺尼龙6/聚氧化乙烯复合纳米纤维毡的制备和性能测试

以尼龙6(PA6)/聚氧化乙烯(PEO)为原料配备复合纺丝液,通过高压静电纺丝制备出不同原料比例复合纳米纤维毡,再将纳米纤维毡进行水洗处理。应用电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)观察分析纳米纤维毡经水洗处理前后的整体及单根纤维形貌。分析纳米纤维膜水洗前后孔隙率变化,同时通过亚甲基蓝吸附测试说明纳米水洗处理对纳米纤维毡吸附性能的影响。结果表明,PEO含量会对纳米纤维膜形貌、比表面积、孔隙率、吸附性能产生影响,而水洗处理会使纳米纤维的这些性能发生变化。     

碳量子点/TiO2复合材料的制备及性能研究

以丙三醇为碳源采用一步微波法制备碳量子点(CQDs)溶液;以四氯化钛和硅酸钠为钛源和硅源用水解法制备二氧化钛(TiO_2)/二氧化硅(SiO_2),TiO_2/SiO_2经强碱刻蚀后加入CQDs溶液进行真空复合制备CQDs/TiO_2复合材料。并对CQDs/TiO_2进行形貌结构表征,同时探讨CQDs/TiO_2在普通白炽灯照射下对亚甲基蓝的降解吸附效果。在普通白炽灯照射条件下,0.1g CQDs/TiO_2对25mL 20mg/L的亚甲基蓝溶液吸附降解率达到90.36%,比TiO_2/SiO_2和TiO_2的降解率分别提高3.141倍和0.2261倍。     

SiO2纳米纤维的制备及其对亚甲基蓝染料的吸附性能

以溶胶-凝胶法为基础,通过静电纺丝方法制备PVP/SiO2复合纳米纤维膜,经600℃高温煅烧得到SiO2纳米纤维膜;利用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiO2纳米纤维膜的结构形貌;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了SiO2纳米纤维的形成;通过X射线衍射(XRD)对SiO2纳米纤维的晶型及晶粒大小进行了分析。通过对其亚甲基蓝染料的吸附,研究了SiO2纳米纤维膜的吸附性能。结果表明制备的SiO2纳米纤维形貌稳定,并对亚甲基蓝染料具有良好的吸附性能。     

硼掺杂的γ-A12O3催化膜的制备及其热稳定性的研究

在勃姆石AlOOH溶胶中引入一定量的H2BO3溶液,经不同温度的热处理,制成不同硼掺杂含量的无支撑的γ-A12O3催化膜。用XRD、BET分别对膜的晶相和膜的微孔结构,包括比表面积、孔径和孔容进行了研究,结果发现：随着硼含量的增加,在低温下,膜的比表面积和孔容都不断增加,而对孔径的影响不大;经1200℃处理后,未掺杂硼的膜的比表面积,孔径和孔容分别为5.4m2/g,49nm和0.063cm3/g,而经掺杂16％摩尔硼的膜的比表面积,孔径和孔容分别为35m2/g,13nm和0.225cm3/g,这说明硼的掺杂对γ-A12O3膜的热稳定性有很好的改善作用。     

β-环糊精改性磁性壳聚糖微球对亚甲基蓝吸附性能研究

以壳聚糖、四氧化三铁(Fe_3O_4)和β-环糊精为原料,三聚磷酸钠和环氧氯丙烷为交联剂,采用离子交联法制备β-环糊精改性磁性壳聚糖微球,考察了改性微球对亚甲基蓝的吸附性能及吸附机理。结果表明:改性微球对亚甲基蓝的吸附量随着pH值的升高而增加,随着温度的升高而降低;亚甲基蓝在改性微球上的吸附等温线可用Langmuir方程模拟,吸附动力学符合拟二级动力学方程。在吸附温度为20℃,吸附时间为100min,pH值为8时,改性微球对亚甲基蓝吸附量和脱色率分别达到123.70mg/g和98.96%。用0.01mol/L硝酸(HNO_3)溶液对吸附饱和的改性微球进行解吸,经过3次重复试验后,对亚甲基蓝的吸附量和脱色率是首次的93.69%,再生效果较好,可重复使用。     

干燥控制化学添加剂对SiO_2气凝胶薄膜形貌和性能的影响

为了快速制备平整高透过率SiO_2气凝胶薄膜,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二醇甲醚(EGME)为溶剂,氟化铵为催化剂,甲酰胺(FORM)等为干燥控制化学添加剂(DCCA),通过浸渍提拉法制备SiO_2气凝胶薄膜。采用傅里叶变换红外分析仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、表面孔径吸附仪对材料的结构和性能进行表征,紫外-可见分光光度计(UV-Vis)考察了材料的减反性能。结果表明,所制SiO_2气凝胶薄膜的比表面积为890.9m2/g,孔径集中分布在22.6nm处,孔容集中分布在0.69cm3/g,400~800nm范围平均透过率可达95.71%。这种均匀、平整、致密的膜层,是理想的光学减反膜。     

烟渣基多孔炭材料的制备及其甲基橙吸附性能研究

通过化学活化法制备了烟渣基多孔炭材料,采用IR、BET和EA等手段对其进行了表征,考察了其甲基橙等温吸附和动力学吸附性能.红外图谱表明,炭材料中含有大量的含氧基团,材料的孔径大小和比表面积随着炭化时间的增加而增加,甲基橙等温吸附和动力学吸附研究发现,以ZnCl2为活化剂,活化时间3h时,炭材料比表面积达到624.94m2/g,平均孔径为14.33nm,甲基橙的吸附容量为154.3mg/g.