MnO_x/rGO复合材料的水热合成及电容性能

以氧化石墨(GO)为载体,KMnO_4为Mn源,水合肼为还原剂,采用水热法一步合成MnO_x/rGO复合材料,探索KMnO_4与GO质量配比(w)对复合材料结构和电容性能的影响。实验结果表明,w对MnO_x/rGO复合材料的组成和形貌影响显著,当w为1∶3时复合材料主要由大量的Mn_3O_4和rGO(还原氧化石墨)组成,同时含有少量Mn OOH杂相,当w增大至1∶1时新出现少量MnCO_3杂相。随着w增大,rGO表面的MnO_x负载量逐渐增多,颗粒也逐渐长大变粗。MnO_x与rGO两者复合兼具了良好的导电性和高的电容量,当w为1∶1时,MnO_x/rGO复合材料在电流密度为0.05 m A/cm~2条件下的电容量为257 F/g,经过500次循环后容量保持达90.7%。     

Ti/ZnO/C复合材料的制备及其在处理四环素类废水中的应用

以MOF-5为模板,采用浸渍法和焙烧法制备了一种Ti/ZnO/C复合材料,并应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、N₂吸附-脱附技术等多种方法对Ti/ZnO/C的结构、形貌、成分、光谱性质等进行了分析。结果表明,Ti/ZnO/C是一种介孔材料,BET比表面积为123 m²/g,孔径为2.56 nm。C的复合使ZnO的禁带宽度从3.25 eV降至2.88 eV,极大地增加了ZnO的光响应范围。Ti⁴⁺的复合可抑制ZnO晶粒长大,增加ZnO的表面羟基数量。研究了Ti/ZnO/C对四环素(TC)、土霉素(OTC)和强力霉素(DC)的降解性能,并与ZnO和ZnO/C进行了比较。结果显示,Ti/ZnO/C是一种良好的光催化材料,TC、DC和OTC的降解率分别为99.2%、95.1%和84.7%。     

rGO/PANI对Cr(Ⅵ)的吸附还原性能及机理分析

以还原氧化石墨烯(rGO)为载体,采用原位聚合法将聚苯胺(PANI)负载到rGO上以增大其比表面积,探究复合材料对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附还原反应效果。采用SEM、XRD、BET、FTIR和XPS等对rGO/PANI复合材料进行表征,从吸附等温模型、吸附动力模型等角度探讨rGO/PANI对Cr(Ⅵ)的吸附还原反应特征及机理。实验结果表明,rGO/PANI对Cr(Ⅵ)的去除包括吸附、络合和还原三个部分。Cr(Ⅵ)一部分吸附在rGO/PANI表面,一部分还原成Cr(III),还原的Cr(III)部分被络合在复合材料表面,少量扩散到溶液中。在pH=2时,rGO/PANI对Cr(Ⅵ)的最大去除量可达到97.61 mg/g,其中吸附还原量为73.46 mg/g,溶液中剩余的Cr(III)浓度为24.13 mg/L。     

ATP/ZnO纳米复合材料的制备及其对亚甲基蓝吸附性能的影响

以硫酸锌和碳酸铵为原料,采用化学沉淀法在凹凸棒土(ATP)的表面负载纳米氧化锌,合成了ATP/ZnO纳米复合材料,以吸附亚甲基蓝为模型反应,研究了加料方式、氧化锌负载量、反应温度、煅烧温度和煅烧时间等制备条件对复合材料吸附性能的影响.结果表明:当采用碳酸铵溶液滴加到ATP浆料和硫酸锌混合液、氧化锌负载量为m(ZnO):m(ATP)=1:5、煅烧温度500℃、煅烧时间2h、反应温度为60℃时制备的复合材料吸附性能较好,对亚甲基蓝的去除率达到95.5%.     

煅烧温度对ZnO/辉沸石复合材料结构与性能的影响

采用均匀沉淀法,以醋酸锌为前驱体,尿素为沉淀剂,天然辉沸石为载体,得到了不同煅烧温度下的ZnO/辉沸石纳米复合材料。通过X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)、扫描电镜(SEM)等表征手段研究了煅烧温度对复合材料结晶性能、孔结构特性以及微观形貌的影响。研究表明,随着煅烧温度的升高,复合材料中ZnO的晶粒先减小后增大,350℃时ZnO/辉沸石复合材料中ZnO晶粒尺寸最小;经煅烧后,复合材料的比表面积和孔径变化不显著,但微观形貌发生了显著变化;复合材料的光催化性能也呈现出先升高后降低的趋势,350℃煅烧得到的ZnO/辉沸石复合材料光催化效果最好,经300W高压汞灯照射2h后亚甲基蓝的降解效率达到95%以上。     

纳米ZnO/凹凸棒石黏土复合材料的制备及其吸附性能研究

凹凸棒石黏土经双氧水改性后,以化学沉淀法制备了纳米ZnO/凹凸棒石黏土复合材料,并结合XRD、TG/DSC、IR分析手段对样品进行了表征,用UV-vis分光光度测试仪对样品的吸附性能和光降解性能进行了测试。结果表明:①相对于原样,纳米ZnO/凹凸棒石黏土复合材料、双氧水改性样的第一特征峰d值(nm)由1.05222依次增加到1.07130、1.06040。②吸附性能以纳米ZnO/凹凸棒石黏土复合材料最优、双氧水改性样次之,皆优于凹凸棒石黏土原样。③在距液面高50cm的30W紫外线灯的照射下,纳米ZnO/凹凸棒石黏土复合材料对甲基橙溶液的脱色速率为0.118/h。     

ATP/ZnO纳米复合材料光催化降解直接耐酸枣红的动力学研究

以纳米凹凸棒石为载体,利用化学沉淀法制备了ATP/ZnO纳米复合材料,通过TEM、BET比表面分析对纳米复合材料进行了表征。研究了复合材料对直接耐酸枣红的光催化降解性能。结果表明:当ATP/ZnO纳米复合材料用量为1.0g/L、直接耐酸枣红溶液初始浓度为0.01g/L、pH值为3时,光催化反应4h后,直接耐酸枣红的降解率达到93.34%,其光催化降解反应可用一级反应动力学方程进行描述。     

ZnO-CuO/ATP催化氧化降解印染废水

采用浸渍法和化学沉淀法,以凹凸棒石(ATP)为原料,制备了ZnO-CuO/ATP纳米复合材料,并利用该复合材料对酸性嫩黄G染料模拟废水进行催化氧化处理.考察了ZnO和CuO负载量、复合材料用量、臭氧流量、反应时间以及pH值等因素对印染废水色度去除率的影响.结果表明:当ZnO含量为50％,复合材料用量为1.5 g/L、O3流量为40 L/min、pH值为4.6时,催化反应3h后,酸性嫩黄G的色度去除率可达99.24％.     

可渗透反应墙结合CoFe2O4/GO纳米复合材料去除模拟废水中Pb(II)及其吸附机理研究

为探究氧化石墨烯负载高铁酸钴(CoFe2O4/GO)纳米复合材料性质及其对水溶液中Pb(II)的去除效果,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、超导量子干涉仪(SQUID)、拉曼光谱及N2吸附对合成的CoFe2O4/GO纳米复合材料进行表征,利用可渗透反应墙对材料实用性进行探究,探索反应过程中不同酸度及温度对Pb(II)去除效果的影响,并利用动力学及等温吸附对CoFe2O4/GO纳米复合材料去除水溶液中Pb(II)的机理进行研究。结果表明,XRD表征发现GO的晶面及CoFe2O4的立方晶系尖晶石型结构。FTIR光谱显示Co-O和Fe-O振动,且CoFe2O4/GO表面含有大量-OH、-C=O、及-COO-等不饱和基团。SEM谱图观察到出CoFe2O4发生了部分团聚,且观察到存在一些空隙结构,其平均粒径为48.93 nm。XPS表征观察到CoFe2O4/GO表面含有C、O、Fe、Co等元素,且有Co2p存在。通过CoFe2O4/GO磁性表征,其饱和磁化强度约为27.01 emu/g。该复合材料D峰：G峰的比值较高,表明含有大量含氧基团。CoFe2O4/GO的BET比表面积为148.672 3 m2/g,孔径集中在3.93 nm左右。可反应渗透强处理模拟废水,在100 min后逐渐达到饱和,在4次内重复利用该材料可取的很好效果。pH值在8时为反应体系最优酸度,随着温度的升高,Pb(II)去除率随之增加,温度升高有利于吸附。Freundlich吸附等温方程及准二级动力学更适用于描述CoFe2O4/GO吸附Pb(II)的过程。可渗透反应墙结合CoFe2O4/GO纳米复合材料去除模拟废水中Pb(II)具有良好效果。     

pH值对还原氧化石墨结构及电容性能的影响

以天然鳞片石墨为原料,利用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),再将GO经超声分散,在不同pH值条件下采用抗坏血酸进行还原,制备得到还原氧化石墨(r GO)。采用SEM、XRD、恒流充放电测试分析p H值对样品的微观结构和电容性能的影响。结果表明:所得样品为片层结构,层间距为0.348~0.366 nm。随着GO溶液pH值的增加,材料的首次放电容量和循环性能都呈现先增大后减小的趋势。在pH值为9的情况下,rGO的比电容量为141.6 F/g,经过500次循环,样品容量保持率仍能达到88%。     

W掺杂ZnO纳米线型矿业安全用NO2气敏材料研究

以二氯化锌（ZnCl2·2H2O）、碳酸钠（Na2CO3）为前驱体,钨酸钠（Na2WO4·2H2O）为钨源,采用水热法制备不同W掺杂浓度的ZnO纳米线,并对其结构形貌和NO2气敏性能进行研究。利用X射线衍射（XRD ）和扫描电子显微镜（SEM）对样品的结构性能进行表征,表明W掺杂浓度对ZnO纳米线的结构和形貌基本没有影响,所获产物为直径50~80 nm、长度2.0~5.2 μm的六方纤锌矿结构ZnO纳米线,其表面光滑,结晶度优良 ,分散性良好。针对NO2的气敏特性结果表明,W掺杂浓度为1%时,ZnO纳米线可获得对NO2气体的最大灵敏度,其最佳工作温度为200 ℃,且具有优良的选择性、可逆性和重现性。通过电子耗尽层理论和反应活性位点 对气敏机理进行了分析和探讨。     

Ag-AgI/Bi2WO6光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法合成了Bi₂WO₆,并以Bi₂WO₆为载体负载AgI,用光诱导法制备了复合光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和选区电子衍射分析对制备的光催化剂样品进行表征,并通过光催化降解罗丹明B。研究了光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆的光催化性能。结果表明,光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆对罗丹明B的降解效果较好,降解率达到99.8%,重复使用5次后对罗丹明B的降解率为95.5%。光催化降解和重复性试验结果表明,负载Ag-AgI的复合光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆较纯Bi₂WO₆展现出更优良的光催化活性,且具有良好的稳定性。     

Sb2S3?ZnO?C体系热力学分析及应用

对Sb₂S₃-ZnO-C低温焙烧体系进行了热力学分析,首先分析了Sb-S-O和Sb-Zn-S-O系的优势区图,表明硫化锑直接转化为金属锑是可行的,且随着温度升高,Sb和ZnS的共存稳定区对氧分压和硫分压的要求降低;计算了在500～1 000 ℃下体系中各反应的标准吉布斯自由能变 (ΔG^θ),表明Sb₂S₃与ZnO交互反应极易首先进行,而后发生Sb₂O₃直接还原;对Sb₂O₃和ZnO的还原平衡CO含量计算表明,Sb₂O₃较ZnO易还原。高低品位两种硫化锑精矿的焙烧试验证实了热力学分析的准确性,锑生成率和固硫率分别达90%以上和89%左右,并有进一步提高的空间。     

Sb/MoS2/C复合材料的制备及其电化学性能研究

结合水热法和冷冻干燥法制备了高容量锂离子电池负极材料Sb/MoS₂/C,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱等手段对样品的结构和形貌进行了表征。结果表明,合成的Sb/MoS₂/C复合材料的形貌结构为纳米片状。通过恒流充放电对样品进行电化学性能测试,结果表明,该材料具有杰出的电化学性能,在0.2 A/g电流密度下,循环200次后容量保持率为99%。     

柔性Ni网基底上电沉积制备ZnO纳米结构及其光电性能的研究

通过电化学沉积技术,以ZnCl₂与O₂为原料,在柔性金属Ni网基底上制备得到ZnO纳米棒阵列,后采用Zn (CH₃COO)₂胶体铺膜处理,再次电沉积得到ZnO分级有序纳米结构。并利用SEM、XRD、TEM等技术对合成样品的形貌、物相、结构进行表征,研究了不同制备条件对ZnO纳米薄膜形貌及光电性能的影响。结果表明：初级结构ZnO纳米棒经铺膜退火处理后,表面可形成均匀的纳米粒子晶种层,为次级结构的生长提供活性位点。再次电沉积后,生成的分级有序ZnO纳米结构具有更大的比表面积,大幅度提高染料的吸附量,相比于初级纳米结构其光电转换效率提高54%左右(由0.52%增大至0.80%)。     

Hydrothermal modification to improve the floatability of ZnS crystals

Crystalline structure and surface properties significantly affect the floatability of metal sulphides. In this study, a novel methodology to modify zinc sulphide (ZnS) crystals was proposed to improve the floatability of the crystals. Initially, ZnS crystals, synthesised from zinc hydroxide (Zn(OH)₂) and sulphur (S) under hydrothermal conditions, were used to assess the floatability. X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) were employed to analyse the crystalline structure and surface properties of the sulphides. Conventional flotation tests were performed to evaluate the floatability. The effects of mineraliser (KOH) concentration, precursor (Zn(OH)₂) concentration, hydrothermal temperature and holding time on the floatability of the ZnS crystals were investigated. The optimal flotation recovery of ZnS (82.53%) was obtained with a KOH concentration of 5 mol/L, a Zn(OH)₂ concentration of 10%, a holding time of 4 h and a hydrothermal temperature of 260 °C. Then, sludge containing fine and amorphous zinc compounds, which was generated during the disposal of metallurgical waste water, was employed to test the recovery of valuable metals using modified hydrothermal sulphidation. The results show that the recovery of Zn in the sludge can reach 66.3% under the optimal conditions.