纳米磁性壳聚糖对腐殖酸和重金属离子混合吸附研究

研究了纳米磁性壳聚糖吸附剂对腐殖酸的吸附性能和重复使用性能,分析了腐殖酸存在的条件下对Cu2+、Pb2+、Cd2+三种重金属离子吸附的影响及机理.实验结果表明:该吸附剂对腐殖酸吸附的最佳pH值为11,饱和吸附量为292mg/g;吸附速度快,15min可达吸附平衡;经5次吸附后,保留了初次吸附量的60%,具有一定的可再生性和重复使用性.同时,该吸附剂吸附腐殖酸后仍可对Cu2+、Pb2+、Cd2+产生吸附作用,较单独吸附时Cu2+、Pb2+的吸附量有所降低,而Cd2+的吸附量则有大幅提高.     

Investigation on adsorption and regeneration performances of multi-walled carbon nanotubes by supercritical water technique

In this paper,adsorption and regeneration characteristics of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) used as adsorbent were investigated for the removal of 1,3-benzenediol (BDO) from water by the supercritical water (SCW) technique. FTIR,XPS,SEM and dispersion stability tests were used to characterize the structure and surface morphology of CNTs. The results showed that CNTs surfaces were slightly activated and strongly etched in supercritical water system. The adsorption capacity of SCW-treated CNTs was higher than that of raw CNTs. The adsorbed amounts for treated CNTs and raw CNTs samples at the same initial concentration of 60 mg/L were ca. 16.42 and 7.30 mg/g,respectively. The BDO adsorption of treated CNTs was due to the physical adsorption. The experimental data fit Freundlich isotherm model better than Langmuir one. The loaded adsorbent could be efficiently desorbed and regenerated by SCW technique. Therefore,SCW is a promising and environmentally friendly technique for the improvement of adsorption and regeneration of CNTs.     

金属改性介孔炭吸附脱硫性能研究

以介孔炭(MC)为载体,采用浸渍法制备4种不同金属改性的介孔炭Ag+/MC、Zn2+/MC、Cu2+/MC和Fe3+/MC,考察负载量、金属类别等因素对脱硫效果的影响。结果表明,介孔炭表面负载适当的Ag+、Zn2+、Cu2+、Fe3+可以提高其对二苯并噻吩(DBT)的吸附能力,对不同金属改性介孔炭最佳吸附效果进行比较,得出吸附DBT能力大小顺序是：Ag+/MC>Zn2+/MC>Cu2+/MC>Fe3+/MC。其中以Ag+负载量为10%处理介孔炭吸附效果最佳。同比未处理介孔炭的饱和硫容量增加了1.11 mg/g,透过硫容量也同比增加了1.93 mg/g。     

CNTs 改性及水体中 Cr（VI）离子的吸附性能研究

为了脱除水体Cr（VI）,600℃下于Fe2Ni/γ-Al2O3上苯催化化学气相分解（catalytic chemical vapor decomposition ）制备碳纳米管（ carbon nanotubes , CNTs ）,粗 CNTs 经混酸（H2SO4/HNO3,3∶1, volume ratio,体积比）,超声氧化纯化,纯化的同时赋予其表面功能基团,进一步地,表面包覆功能分子聚乙烯醇（ polyvinyl alcohol ,PVA）。系统探讨了改性CNTs对高浓度水体Cr（ VI）离子的吸附脱除,结果表明,CNTs的氧化纯化使其表面植入-COOH、-OH等功能基团,进一步地,富含羟基功能基团的PVA分子在CNTs表面包覆,赋予CNTs表面活性的同时,显著提高CNTs的亲水性能。观察到了随氧化纯化和PVA修饰的CNTs上高浓度Cr（ VI）离子吸附的逐步和明显提升,吸附热力学和动力学研究表明,CNTs表面Cr（ VI）的吸附符合Freundlich热力学和准二级动力学特征。随氧化纯化和PVA修饰, CNTs对水体Cr （ VI ）吸附性能的提高可能与CNTs亲水性能的提升以及表面功能化基团对Cr（ VI）的化学吸附的促进相关联。     

Development of supercapacitors based on carbon nanotubes

Block-type electrodes made of carbon nanotubes were fabricated by different processes. The volumetric specific capacitance based on such electrodes reached 107 F/cm3, which proves carbon nanotubes to be ideal candidate materials for supercapacitors. The composite electrodes consisting of carbon nanotubes and RuO2 ·xH2O were developed by the deposition of RuO2 on the surface of carbon nanotubes. Supercapacitors based on the composite electrodes show much higher specific capacitance than those based on pure carbon nanotube ones. A specific capacitance of 600 F/g can be achieved when the weight percent of RuO2· xH2O in the composite electrodes reaches 75% . In addition , supercapacitors based on the composite electrodes show both high energy density and high power density characteristics.     

Ni-P/Al_2O_3复合镀层性能的表征与测试

为了提高镀层的耐磨性和硬度,在45碳钢基材上实施Ni-P/Al2O3化学复合镀,使纳米Al2O3微粒均匀分布于Ni-P基体中.研究了化学复合镀工艺条件和镀液组分对镀层性能的影响.镀件的耐蚀性实验和XRD分析表明:当硫酸镍25 g/L,次亚磷酸钠30 g/L,纳米Al2O3微粒加入量为5 g/L,乳酸20 mL/L和柠檬酸5 g/L,在pH=5.5,施镀温度为(85±2)℃,获得的Ni-P/Al2O3复合镀层表面光滑、胞状物致密,镀层的耐腐蚀性较高、硬度可达600HV,有利于得到综合性能较高的镀层.     

湖北省某矿山河道底泥重金属污染调查与评价

对湖北某有色金属矿区排污河道底泥中铜、锌、铅、镉、镍含量进行了分析测试,主要采用变异系数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法对底泥重金属污染状况及潜在生态风险进行评价.结果表明,排污河道底泥受到一定程度的重金属污染,铜、锌、铅、镉、镍含量均超过湖北省土壤背景值;底泥重金属富集程度为镉＞铜＞锌＞镍＞铅,其中镉的富集程度为3级中-强度污染;铜和锌变异系数较大,沿程分布变化明显;以湖北省土壤背景值为参比,排污河道底泥5种重金属的生态危害顺序为镉＞铜＞镍＞铅＞锌,总体表现为中度-重度的生态危害,镉是主要的潜在生态风险因子.     

碳纳米管增强铝基复合材料制备及性能研究

采用真空热压烧结法制备碳纳米管与 SiO2多相增强铝基复合材料,测量复合材料的体积密度,根据其理论密度计算其致密度;再对制得的复合材料进行硬度、抗压强度、抗剪强度等力学性能测试,并观察样品的剪切断口微观形貌,研究 CNTs 对复合材料力学性能的影响。低含量的碳纳米管由于其在铝基体中的分散性及弥散度较好,作为第二相增强相,所制备的铝基复合材料的致密度、硬度、抗压强度与剪切强度均优于高含量碳纳米管增强铝基复合材料。 CNTs 的含量、以及其在铝基体中的弥散度是影响铝基复合材料力学性能的关键因素。     

纳米碳管／二氧化硅复合凝胶玻璃的XPS研究

分别以物理掺杂和化学掺杂的方式,采用溶胶-凝胶法制备了未经表面修饰纳米碳管（CNTs）和经r-氨基丙基三乙氧基硅烷（NH2（CH2）3Si（OC2H5）3,APTES）修饰纳米碳管的有机改性SiO2复合凝胶玻璃。在此基础上,以X射线光电子能谱（XPS）为表征手段,对所得两种复合凝胶玻璃中SiO2基质和掺杂CNTs的化学状态进行研究。结果表明,掺杂CNTs改变了复合凝胶玻璃中C和O的原子百分比,对SiO2基质的网络结构产生影响,但对SiO2基质的组成未产生显著影响;无论是在物理掺杂还是化学掺杂的有机改性SiO2复合凝胶玻璃中,CNTs与SiO2间均存在一定的Si—C结合键;在CNTs-SiO2复合凝胶玻璃中,以APTES作为桥梁,实现了CNTs与SiO2网络间的化学键合。     

二氧化锰改性多壁碳纳米管吸附水中Sb(Ⅲ)

采用液相氧化还原法制备二氧化锰/多壁碳纳米管（MnO2/MWNTs）复合材料,利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、激光粒度仪和N2吸附-脱附对改性前后MWNTs的物化性能进行表征.通过对水中Sb(Ⅲ)的静态吸附试验考察改性碳纳米管的吸附容量,同时还考察pH值、锑的初始浓度、吸附剂投加量、吸附时间和温度对吸附效果的影响.结果表明,在Sb(Ⅲ)初始浓度为1.5 mg/L、吸附剂投加量为0.5 g/L、温度为298 K、pH值为2.00的条件下,二氧化锰改性后的碳纳米管对锑的去除率可达到97.72%,比未改性碳纳米管的去除率提高51.29%,吸附容量也从原始CNT的3.01 mg/g增大到6.00 mg/g.最后发现该吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温线,pH值对吸附效果的影响较大.     

Cu和Sn改性多壁碳纳米管对VOCs气体的吸附

采用溶胶?凝胶法对多壁碳纳米管进行改性,使SnO₂与MWCNTs复合并掺杂Cu离子。通过SEM、XRD、FTIR对样品M、M+Cu、M+Sn和M+Sn+Cu进行表征,分析其表面微观结构,用静态吸附法测量了不同样品对VOCs的饱和吸附量,并分别从VOCs质量浓度、温度影响等方面进行了分析。结果表明,4种吸附剂样品的饱和吸附量与VOCs质量浓度和温度呈线性相关,且二者数值越大,饱和吸附量越小;在常温（25 ℃）常压下,MWCNTs对VOCs气体的吸附量几乎为0,样品M+Cu的饱和吸附量略小于样品M+Sn,样品M+Sn+Cu的吸附效果最佳,约为M+Sn的2倍,可达37.4 mg/g。     

Coating of LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 cathode materials with alumina by solid state reaction at room temperature

Alumina coated LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 particles were obtained by a simple method of solid state reaction at room temperature. The reaction mechanism of solid state reaction at room temperature was investigated. The structure and morphology of the coating materials were investigated by XRD, SEM and TEM. The electrochemical performances of uncoated and Al2O3-coated LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode materials were studied within a voltage window of 3.00-4.35 V at current density of 30 mA/g. SEM, TEM and EDS analytical results indicate that the surface of LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 particles is coated with very fine Al2O3 composite, which leads to the improved cycle ability though a slight decrease in the first discharge capacity is observed. It is proposed that surface treatment by solid state reaction at room temperature is a simple and effective method to improve the cycle performance of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 particles.     

镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

金属镍在碳纳米管薄膜上的电结晶

为了使碳纳米管表面产生某些含氧官能团,使其疏水性表面变为亲水性表面,采用兼具有酸性和氧化性的硝酸和硫酸水溶液对碳纳米管进行表面氧化处理,并利用红外光谱表征了碳纳米管的表面结构.制备了初始浓度为0.5g/L的碳纳米管悬浮液,运用复合电沉积方法在不锈钢基体表面制备碳纳米管薄膜,同时在硫酸镍基础电解液中研究了沉积时间对镍晶粒在碳纳米管薄膜上沉积的表面形貌和微观结构的影响.结果表明:经过混酸氧化处理后的碳纳米管表面拥有丰富的羧基和羟基等含氧官能团;沉积初期镍晶粒在碳纳米管薄膜中的结晶形态呈颗粒状,其结晶位置仅位于碳纳米管表面少数部位,随着沉积时间的延长,镍晶粒在碳纳米管薄膜中逐渐形成准连续的金属层.此外,碳纳米管的存在促进了镍晶粒(111)晶面的生长,影响了特征峰相对强度的变化及晶粒尺寸的减小.     

硝酸镁改性活性炭及吸附性能研究

为了提高活性炭的吸附性能,以硝酸镁和活性炭为原料,采用等体积浸渍高温焙烧法制备了氧化镁改性活性炭材料（MgO-GAC）并采用扫描电镜对其形态结构进行分析,考察了pH、温度、吸附时间对复合材料吸附废水中低浓度活性红染料的影响。结果表明,硝酸镁3.5mol/L、焙烧温度600℃、焙烧时间2h,MgO-GAC的碘吸附值为960.42mg·g^-1。扫描电镜（SEM）照片显示,未改性颗粒活性炭表面微孔直径约3μm,改性MgO-GAC复合材料表面的微孔大小均匀,孔径约6-7μm,其表面负载着大量的细小圆形颗粒,高温焙烧对颗粒活性炭有扩孔作用,且可以使硝酸镁转化为多孔氧化镁,并有效负载到颗粒活性炭表面。MgO-GAC复合材料吸附活性红X-3B染料的最佳条件为：投加量为0.1 g,温度为30℃、pH值为6,活性红染料的去除率可达92.5%。本改性颗粒活性炭的制备方法是可行的,高温扩孔和负载的多孔氧化镁能够可以增大颗粒活性炭的表面积,从而提高了活性红染料的吸附效果。     

Ni/纳米Al2O3微粒复合电镀工艺的试验研究

采用复合电镀的方法在45#钢表面制备获得Ni/纳米Al2O3微粒复合镀层.利用正交试验法研究了电流密度、镀液pH值和镀液温度对Ni/纳米Al2O3微粒复合镀层性能和沉积过程的影响.结果发现,它们对镀层沉积过程及其性能都有影响,但影响的程度和规律不同.最后综合考虑各因素,制订出Ni和纳米Al2O3微粒在45#钢表面发生共沉积的较理想工艺.     

不同结构碳纳米管吸附胆红素的研究

研究了3种不同型号的碳纳米管（MW、LMW和SW）的胆红素吸附性能。X射线衍射（XRD）谱图显示,3种碳纳米管的管径大小排序为LMW>MW>SW。扫描电子显微镜（SEM）和比表面积测试（BET）结果表明,MW型分散性最好,且具有较大的比表面积、最大的孔径和孔容。胆红素吸附实验结果表明,当温度为37 ℃、吸附时间为40 min时,碳纳米管吸附胆红素的性能最佳。当胆红素质量浓度大于0.5 g/L时,MW型碳纳米管吸附容量最大,最大胆红素吸附量达到208 mg/g。增大NaCl浓度、牛血清白蛋白质量浓度和提高pH均不利于胆红素在溶液中的吸附。与传统吸附剂相比,3种碳纳米管对胆红素均表现出吸附时间短、吸附容量大的优良性能,为后期制备碳纳米管共混微滤膜及其吸附胆红素提供了实验基础。     

高填充率Fe2O3@MWCNTs复合材料的制备

采用简单的物理吸附方法制备了高填充率氧化铁@多壁碳纳米管（Fe2O3@MWCNTs）复合材料,并经过正交实验优化获得了制备Fe2O3填充碳纳米管复合材料的最优方案。利用同步热分析仪（DSC-TG）、X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜系统（SEM）、场发射透射电子显微分析系统（TEM）等测试手段对复合材料的组分、结构、形貌和填充率进行了表征和分析。结果表明该复合材料中Fe2O3的质量分数为25.79%,TEM结果显示,视野内的大部分碳纳米管内部空腔都填充了Fe2O3,填充的空腔体积约占总空腔体积的90%。     

Adsorption behavior of Pb^2＋ and Cd^2＋ ions on bauxite flotation tailings

The adsorption behavior of Pb^2＋ and Cd^2＋ ions on bauxite flotation tailings was investigated to demonstrate the adsorptivity of the bauxite flotation tailings. The adsorption percentage of Pb^2＋ and Cd^2＋ ions as a function of adsorbent dosage, solution pH value and shaking time were determined by batch experiments. The maximum adsorption percentage of 99.93% for Pb^2＋ ions and 99.75% for Cd^2＋ ions were obtained by using bauxite flotation tailings as adsorbent. The methods, such as zeta potentials, specific surface area measurements and the analysis of adsorption kinetics, were introduced to analyze the adsorption mechanisms of the Pb^2＋ ions on bauxite flotation tailings. The isoelectric point of bauxite flotation tailings shifts from 3.6 to 5.6 in the presence of Pb^2＋ ions. The specific surface area of bauxite flotation tailings changes from 12.57 to 20.63 m^2/g after the adsorption of Pb^2＋ ions. These results indicate that a specific adsorption of the cation species happens on the surface of bauxite flotation tailings. Adsorption data of Pb^2＋ ions on the surface of bauxite flotation tailings can be well described by Langmuir model, and the pseudo-second-order kinetic model provides the best correlation for the adsorption data of Pb^2＋ and Cd^2＋ ions on bauxite flotation tailings.     

复合吸附剂CaO/Al2O3对CO2吸附性能的研究-研究生论坛

采用过量浸渍法制备了不同质量分数的复合吸附剂CaO/Al2O3,并采用CO2-TPD、低温氮气吸附脱附、XRD以及FT-IR等方法对吸附剂的结构进行了表征。采用容量法测定了吸附剂在25 oC和70 oC条件下的吸附性能。结果表明,CO2在与吸附剂的作用过程中形成了CaCO3;在吸附温度为70 oC、压力为1.0 MPa的条件下,当CaO的负载量为5wt.%时,复合吸附剂的吸附效果最好,吸附量为36.45 mg/g。用D-R模型计算了复合吸附剂的吸附热,用Clausius-Clapeyron方程研究了复合吸附剂吸附过程的吸附焓变与覆盖度的关系。结果表明,复合吸附剂的吸附热随着CaO掺杂量的增加而增加,而吸附过程的吸附焓变随着吸附质覆盖度的增加而降低。