氮掺杂多孔碳混合基质超滤膜的制备及其水处理性能

膜分离技术是一种极具前景的水处理技术,然而膜分离过程选择性与渗透性的矛盾问题限制了其水处理性能.将ZIF-8碳化得到的氮掺杂多孔碳(NPC)与聚偏二氟乙烯(PVDF)混合,制备了一种具有过硫酸氢盐(PMS)催化活性的NPC-PVDF混合基质膜.采用扫描电镜、X射线衍射、能量色散谱、孔径分布测试仪等对NPC-PVDF混合...     

制备条件对氮铁共掺杂二氧化钛可见光催化活性的影响

分别以硝酸铁和硝酸铵作铁源和氮源,采用溶胶-凝胶法在二氧化钛溶胶过程中一步合成得到氮铁共掺杂二氧化钛光催化剂．以光催化亚甲基蓝溶液为模型反应,探讨制备条件对共掺的二氧化钛降解亚甲基蓝效果的影响．最佳制备条件为：40℃下,钛、氮、铁摩尔比为1：0．5：0．005,pH值为3,500℃下煅烧．对TiO2粉体分别进行XRD、SEM和EDS表征,表明氮铁共掺杂TiO2具有单一的锐钛矿晶型,粒径大小约为17．8nm．     

载铁颗粒活性炭的制备及其表征

本文以废活性炭为原料,氧化铁为添加剂,通过高温煅烧的方法制备载铁颗粒活性炭（IOC-GAC）.结果表明,IOCGAC制备的最佳工艺参数为：煅烧终温为900℃,升温速率为6℃·min-1,m（氧化铁）/m（废活性炭）为4：6,恒温时间为0.5h,所得产品的比表面积达630.5m2·g-1,收率为50.9％.对其进行SEM,IR,XRD表征分析,结果表明活性炭的表面负载了一层致密的铁氧化物,且主要以α-Fe、Fe3O4或γ-Fe2 O3的形态存在,饱和磁化强度高达66.247 emu·g-1.     

一种MOF基混合基质膜的制备及其纳滤性能

对商业化的聚丙烯腈(PAN)进行预处理改性得到基底——预处理后的聚丙烯腈(HPAN), 并将研磨后的金属有机框架(metal-organic framework, MOF)材料PCN-250作为填充物与聚乙烯亚胺(PEI)共混后旋涂在HPAN基底上, 得到了一种可用于纳滤的PCN-250/PEI-HPAN混合基质膜。对MOF和制备后的混合基质膜的表征显示研磨后的PCN-250在水中具有较好的分散性, 并且随着膜制备过程中PCN-250使用量的增加, 膜表面的粗糙度增大, 膜的有效面积相应增加。由于PCN-250晶粒表面带有负电荷, 它的加入使膜表面整体上电负性更高, 更有利于负电荷型染料分子的截留。通过SEM和AFM表征了膜的形貌结构, 并研究了MOF的不同负载率和PEI质量浓度对膜性能的影响。结果表明, PCN-250负载率为75%时, 膜的纳滤性能最优, 对水的渗透率可达1 480 L/(m²·h·MPa), 对染料分子甲基蓝的截留率为97.3%。

     

单宁酸改性多壁碳纳米管/聚醚砜混合基质膜的制备及性能

为了改善聚醚砜(PES)分离膜的分离效率和力学性能,使用单宁酸(TA)通过非共价接枝的改性方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行修饰得到功能化的TA-MWCNTs,然后将其按照不同比例的添加量与PES共混,使用浸没沉淀相转化成膜的方法成功制备TA-MWCNT/PES混合基质膜,探究不同添加量对膜性能的影响,并使用FT-...     

功能化碳纳米管的制备及其强化Fe3+/过硫酸氢盐体系水处理性能

Fe3+是良好的过硫酸氢盐(PMS)催化剂,具有环境友好、来源广泛等优点,但是Fe3+/PMS体系性能受限于Fe3+/Fe2+低的转化效率.将功能化碳纳米管(O-CNT)与Fe3+结合共同催化活化PMS用于水处理.采用扫描电镜、X射线衍射、傅立叶红外、X射线光电子能谱及拉曼光谱等对O-CNT的形貌、组成及结构进行了系统...     

污泥基活性炭的制备及其性能分析

以福州市大学城污水处理厂污泥为主要原料,采用氯化锌活化一管式炉热解法制备污泥基活性炭。结果表明,氯化锌化学活化一管式炉热解法制备污泥活性炭的最佳工艺参数为：以亚甲基蓝吸附值和得率作为控制指标,综合考虑所得最佳水平组合为活化剂浓度为3mol／L、热解温度为550℃、热解时间为2h、液固比为1．5：1,所得活性炭的亚甲基蓝吸附值为41．9mg／g,得率为48．9％。并在此基础上,表征、分析了污泥、污泥活性炭和商品活性炭的微观形貌、比表面积、浸出重金属含量。     

聚丙烯腈基活性炭纤维的制备及其性能

研究了以聚丙烯腈（PAN）纤维为原料制备活性炭纤维（ACF）的工艺过程。通过红外光谱和DTA/TGA分析对ACF的结构变化进行了探讨,并考察了稳定化升温程序、碳化温度及活化工艺条件等对ACF吸附性能的影响。     

硼氮共掺杂碳管门压输运特性第一性原理研究

利用结合第一性原理的密度泛函理论的非平衡格林函数数值方法,计算了硼氮共掺杂(5,5)单壁碳纳米管的电子透射特征和电流电压曲线。结果表明,硼氮共掺杂使得金属型(5,5)单壁碳管转变为半导体性,硼氮共掺杂使得体系透射峰值随偏压发生非线性变换。门电压较小时对体系的输运特性的调制才属于线性关系。     

微波辐照法制备氮掺杂二氧化钛空心球及其光催化性能

以聚（苯乙烯-丙烯酸羟乙酯）［P（St-HEA）］共聚微球为模板制备了二氧化钛空心球（TiO2HS）,采用微波法,以水合肼为氮源对空心球进行掺杂,制备了氮掺杂二氧化钛空心球（N-TiO2HS）。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见漫反射光谱分析（UV-vis DRS）等方法表征了N-TiO2HS的形貌、晶型及氮元素的掺杂状态,用重铬酸钾溶液模拟废水,研究了样品的光催化性能。实验结果表明,煅烧去除 P（St-HEA）微球模板,成功得到了TiO2HS。水合肼引入的氮元素以N3-的形态取代了TiO2晶格中O2-离子,形成O-Ti-N键,且掺杂后对TiO2HS的形貌和晶体结构影响不大。N-TiO2HS光催化性能优于TiO2HS,在紫外光下照射 2 h,N-TiO2HS降解重铬酸钾的催化效率为 95.8%,较TiO2HS提高了约25%。     

聚吡咯衍生的多孔氮掺杂碳材料的制备及其气体吸附应用

通过物理活化的方法,以导电高分子聚吡咯作为前驱体制备了一系列氮掺杂多孔碳材料。通过扫描电镜、X射线衍射、氮气吸脱附测试、拉曼光谱等手段对样品进行了表征。通过氮气吸脱附测试表明,该氮掺杂多孔碳材料的比表面积可达到745m~2·g~(-1),其比表面积可以通过改变活化时间来调控。所制备的多孔碳材料对二氧化碳具有较好的吸附能力,在273K和0.1 MPa条件下,吸附量可达到7.3%(质量分数)。     

钴氮共掺杂碳基电催化剂的制备及性能调控

贵金属基电催化剂是促进燃料电池及金属-空气电池技术发展的关键材料,然而,其单一的氧还原/氧析出催化功能及高昂的制备成本制约了其推广应用。为此,开发低成本、高效的非贵金属双功能电催化剂至关重要。以核壳金属有机框架（MOFs）为前驱体,通过高温煅烧法制备具有核壳结构、高催化活性、高导电性的钴/氮共掺杂碳基电催化剂（Co/Co₃O₄@NGC）。结果表明：煅烧温度是影响电催化剂微纳结构、物化组成和催化活性的关键因素,最佳烧结温度为900℃;制备的电催化剂（Co/Co₃O₄@NGC-900）具有清晰的核壳结构和3D十二面体形貌,微表面遍布Co/Co₃O₄纳米颗粒和Co-N_x位点。同时,Co/Co₃O₄@NGC-900有机地结合了多元活性成分（如活性Co/Co₃O₄纳米颗粒、Co-N_x及N掺杂）和高度石墨化碳基底的共同作用,具备高效的氧还...     

氮掺杂石墨烯/氧化亚铜复合凝胶的制备与性能

为了拓展石墨烯凝胶材料在污水处理领域的应用,以氧化石墨烯与氢氧化铜为前驱物,氨水为氮源,葡萄糖为还原剂,利用一步水热法制备了氮掺杂石墨烯/氧化亚铜（NG/Cu2O）复合凝胶材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形貌与结构,通过紫外-可见分光光度计测试NG/Cu2O复合材料在不同的光照环境下对罗丹明B（RhB）染料所表现出的吸附降解性能。实验结果表明,与NG凝胶相比,NG/Cu2O复合凝胶材料表现出更好的吸附与催化降解能力,且在紫外光的光照环境下对RhB染料的吸附降解性能最佳。     

微孔活性炭纤维的制备及性能研究

以沥青基炭纤维为原料,采用（H2O＋CO2）物理活化的方法制备出微孔活性炭纤维（ACF）,研究了制备工艺对活性炭纤维微孔结构及性能的影响.结果表明：活化温度和时间对活性炭纤维比表面积影响较大;随着活化温度的升高,活性炭纤维的比表面积明显提高;在一定温度下活化时,活化初始阶段比表面积增加较快,活化一定时间后比表面积升高趋势变缓.铵盐浸渍处理加快了活化反应的进行,使活性炭纤维比表面积明显升高,孔径增大.     

水稳定功能化Cu-BTC基混合基质膜的制备及其CO2分离应用

为提高混合基质膜(mixed-matrix membranes,MMMs)对真实烟道气和含水天然气的分离性能,通过柠檬酸(citric acid,CA)功能化制备了具有高水稳定性的CA-Cu-BTC填料,并将其与Pebax 1657聚合物共混制备了系列不同掺杂量的MMMs,考察了25℃饱和水蒸气下所制备CA-Cu-BTC/Pebax膜的CO₂/N₂分离性能。结果表明：与纯Pebax膜相比,制备的MMMs具有更好的CO₂渗透性和CO₂/N₂选择性,在CO₂渗透通量为837.2 GPU(1 GPU=3.35×10^-4μmol/(m²·s·MPa))时,CO₂/N₂选择性为49.1。此外,CA功能化改性赋予填料的高水稳定性,使得本文制备的MMMs具备了应用于实际工业气体分离的潜力。     

磷和硼共掺杂石墨相氮化碳的制备及其光催化性能研究

以磷酸钠为磷源,以氧化硼为硼源,采用元素掺杂法对石墨相氮化碳进行非金属元素共掺杂,以此来提高其对有机污染物的降解效率。分析测试结果表明：2种元素的共同掺杂使石墨相氮化碳在可见光范围内的响应能力增强,从而提高了样品对可见光的利用效率。此外,共掺杂还能够减小样品的能带宽度,抑制光生电子和空穴的复合效应,进而提高样品的光催化活性。两元素共掺杂的样品对罗丹明B具有良好的降解稳定性和循环使用性,其光催化降解速率是纯石墨相氮化碳的59.2倍。     

In、Sn共掺杂ZnO纳米线的制备及其气敏性能研究

为了改善纯ZnO纳米线的气敏性能,采用物理蒸发法制备出In、Sn共掺杂的ZnO纳米线,利用XRD、SEM、TEM对产物的形貌、结构进行表征,采用CGS-1TP智能气敏分析系统对其进行酒精气敏性能测试.结果表明,制备出的In、Sn共掺杂ZnO纳米线具有六方纤锌矿结构,平均直径约为80nm,In元素与Sn元素的掺杂量分别为0.12%和1.1%.在最佳工作温度225℃条件下,对气体浓度为400ppm的酒精蒸气的灵敏度S(Ra/Rg)为39.06,响应-恢复时间分别为9s和5s,比同等测试条件下纯ZnO纳米线的灵敏度提高63.9%,响应-恢复时间分别缩短1s和2s.     

TiO2/氮掺杂碳纳米管复合材料的制备及光催化性能研究

以钛酸异丙酯为前驱体,采用水热合成法制备了TiO2/氮掺杂碳纳米管复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对样品进行了详细的表征,并以罗丹明B作为模型污染物,研究了TiO2/氮掺杂碳纳米管复合材料作为光催化剂在紫外光照射下的光催化能力,结果表明TiO2/氮掺杂碳纳米管复合材料对环境污染物具有良好的降解能力。     

氮掺杂锐钛矿TiO2光催化剂的制备和表征

采用氨气氮化工艺制备了氮掺杂的TiO2光催化剂，研究了氮化温度对光催化性能的影响。研究表明，在TiO2中加入5%的SiO2能够有效阻止TiO2在NH3中热处理时可能发生的锐钛矿相向金红石相的转变，并减缓比表面积降低；氮化后的TiO2样品中N置换TiO2晶格中的O原子形成O—Ti—N键，在TiO2的禁带中形成了氮掺杂能级，从而使TiO2的吸收边发生红移。在700℃的氨气流中氮化处理后的5%SiO2/TiO2样品，N元素含量为0.28%，能够吸收550 nm以下的可见光，比表面积为129 m^2/g，全为锐钛矿型TiO2，表现出最佳可见光光催化性能。     

N-Fe共掺杂BiVO_4的制备及其光催化活性的研究

采用溶胶凝胶法制备了N和Fe共掺杂的Bi VO4可见光光催化剂,并用X射线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)和紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)对其进行了表征.结果显示,N-Fe共掺杂对Bi VO4晶型没有产生影响,掺杂前后均为单斜晶系,但晶粒粒径有所减小,BET比表面积相对增大.由UV-Vis可知,N-Fe共掺杂的Bi VO4的吸光强度明显增强,禁带宽度变窄.以可见光降解甲基橙(MO)考察催化剂的光催化活性,N-Fe共掺杂的Bi VO4对MO的降解速率明显高于纯Bi VO4,证明N-Fe共掺杂产生的协同效应提高了Bi VO4在可见光照射下的光催化活性.