偏钛酸型锂吸附剂的合成及吸附性能

以TiO2和Li2CO3为原料,采用固相法合成偏钛酸型锂吸附剂前躯体Li2TiO3,将该前躯体经过盐酸洗脱锂,得到偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3,其中锂的抽出率达到98.86%,钛几乎不溶损.对TiO2、Li2TiO3、H2TiO3以及H2TiO3吸附锂后的样品进行XRD和SEM表征.研究偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3对锂离子的吸附性能,并用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程对吸附过程进行拟合,计算相应的速率常数.结果表明:H2TiO3对锂离子具有较大的吸附能力,在LiOH溶液中对锂离子的吸附容量为39.8 mg/g;吸附过程符合伪二级动力学方程,表明吸附过程主要为化学吸附,吸附平衡数据符合Langmuir 等温吸附方程.     

Adsorption of Ag（Ⅰ） on H2TiO3 from aqueous solutions

Adsorption of silver ions from aqueous solution onto H2TiO3 was studied. Equilibrium experimental studies were performed to determine the adsorption capacity of H2TiO3 for silver ion at various pH values. Batch experiments were conducted in the range of pH value 3-7 and silver ions concentration 10-200 mg/L. The results show that the adsorption is strongly dependent on pH value. The equilibrium absorption capacity of H2TiO3 increases significantly with the increase of pH value from 3 to 7. The adsorption of silver ion obeys the Langmuir isothermal equation well in the concentration range studied, the adsorption constant is 0.054 7, 0.052 4, 0.0881 at pH 5, 6 and 7, respectively, and the maximum adsorption capacities are 23.64, 29.76 and 40.82 mg/g.     

纳米TiO_2对镉(Ⅱ)的吸附性能

通过吸附实验研究纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附行为,考察溶液的pH值、吸附时间和温度等因素对吸附的影响。结果表明:在pH为4～7范围内,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附率均超过97%,吸附于纳米TiO2上的Cd(Ⅱ)可用7.0 mL 0.1 mol/L HCl于70℃恒温水浴中定量洗脱;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能为3.16 kJ/mol,粒子内部扩散过程是其吸附过程的速率控制步骤,但液相边界层向粒子表面的扩散过程亦不能忽略;等温吸附数据与Langmuir和D-R等温模型拟合较好。在室温下,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的饱和吸附容量为6.34 mg/g,平均吸附能为11.54 kJ/mol;吸附反应的焓变和熵变均为正值,自由能为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。     

TiO2/Al2O3堆栈结构high-k薄膜的制备及性能

采用磁控溅射法制备了TiO2/Al2O3堆栈结构高k栅介质薄膜,研究了不同后处理条件对等效氧化物厚度,界面电荷和界面扩散的影响.实验结果表明400℃退火后,TiO2已经结晶,退火可以降低漏电流密度和介电层中的电荷密度.同时,退火使Ti进一步向Al2O3层扩散,形成TiO2和A12为O3的混合层,Al2O3层过薄时不能有效阻挡TiO2的扩散.     

Li_3V_2(PO_4)_3溶胶-凝胶-微波合成工艺优化及性能研究

用溶胶-凝胶-微波法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3样品,用正交试验法考察了影响样品性能的因素,分析并优化了工艺。XRD、SEM和电化学测试表明:该方法所制备的样品为单斜结构,粒径尺寸0.2～1μm,颗粒分布比较均匀。锂源为Li2CO3、反应物摩尔比为Li∶V=3.0∶2.0、微波时间为25 min时,为最佳合成工艺条件。在此优化条件下,3.0～4.3 V区间内0.2 C放电比容量达到106 mAh/g,交换电流密度高达6.17×10-6 A/cm2。     

Fe掺杂TiO2纳米材料的合成及光催化性能

以钛酸丁酯为钛源,Fe(NO3)3·9H2O为铁源,采用溶胶-凝胶法制备Fe/TiO2纳米粉体,利用溶胶结合静电纺丝技术制备Fe/TiO2纳米纤维,从材料改性及形貌改善两个角度共同提高TiO2纳米材料的光催化活性及实用性。借助XRD、SEM、TEM等分析技术,探究了Fe/TiO2纳米材料在可见光区的光催化活性,分析了煅烧温度及掺铁量对Fe/TiO2纳米材料光催化性能的影响。结果显示,铁的掺入及形貌的改善有助于提高TiO2的光催化性能。     

壳聚糖-海藻酸钠吸附剂对电镀废水中 Cr( VI) 的吸附性能研究

以天然壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA)为原料,在CaCl2作用下,制备了壳聚糖-海藻酸钠(CS-SA)吸附剂。采用红外光谱仪对CS-SA吸附剂官能团进行表征,表明壳聚糖和海藻酸钠之间产生了静电吸引作用。以含低浓度Cr(Ⅵ)的电镀废水为处理对象,考察了CS-SA用量、吸附时间和pH值对CS-SA吸附性能的影响,同时对吸附动力学进行了研究。结果表明:当pH=6,吸附时间为120 min,CS-SA用量为0.15 g时,离子去除率最高,达到了98.86%;吸附动力学最符合拟二级动力学方程。解吸-再生实验表明,CS-SA吸附剂可以再生使用。     

液相法合成PEG组合包覆Li_3V_2(PO_4)_3的电化学性能（英文）

以聚乙二醇(PEG)作为还原剂和碳源,采用流变相法成功合成碳包覆的单斜晶系磷酸钒锂正极材料,采用XRD、SEM和电化学性能测试手段考察不同相对分子质量组合的聚乙二醇对合成材料的影响。SEM观察显示,大相对分子质量和小相对分子质量的聚乙二醇组合有利于合成更小、更均匀的颗粒。相对分子质量为200和20k组合的聚乙二醇合成的磷酸钒锂在0.1C,3.0~4.2 V电压范围进行充放电循环,其首次放电比容量为131.1 mA·h/g,30次循环后仍有123.6 mA·h/g,优于其他相对分子质量组合形式。通过CV和EIS图谱分析,相对分子质量相差越大,越有利于提高锂离子扩散系数,从而改善材料的电化学性能。     

纳米TiO2从水溶液中吸附Ru(Ⅲ)及其配合物的研究

研究了纳米TIO2对Ru3+的吸附作用,测定了吸附速率曲线和等温线,以及浓度、温度、pH、配体对吸附的影响.结果表明吸附符合一级Lagergren动力学方程,活化能为59.81kJ/mol,吸附为熵驱动的自发吸热过程△G0＜0、△H0＞0、△S0＞0,在较低浓度时符合吸附Langmuir等温式;pH对吸附影响显著,吸附突跃在pH=2～4;可溶性配合物的形成,抑制了Ru(OH)3沉淀生成,使吸附操作的pH范围由无配体时的pH≤4,扩大到下列范围硫脲pH＜8,草酸pH＜12,吡啶pH＜9,1,10邻菲啉pH＜9.     

纳米TiO_2对钼(Ⅵ)的吸附性能

研究纳米TiO_2对Mo(VI)的吸附过程,考察溶液的pH值、时间、温度等因素对吸附的影响.结果表明:在pH 1～8范围内,纳米TiO_2对Mo(VI)的吸附率均超过99%,吸附于纳米TiO_2上的Mo(VI)可用2.0 mL的0.1 mol/L NaOH溶液定量洗脱;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能为22.7 kJ/mol,粒子内部扩散过程是其吸附控制步骤,但液相边界层向粒子表面的扩散过程不能忽略;吸附行为服从Langmuir和D-R等温模型.在室温下,纳米TiO_2对Mo(VI)的饱和吸附容量为12.74 mg/g,平均吸附能为17.36 kJ/mol;吸附反应焓变和熵变均为正值,自由能变为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程.     

Al-Zr(CO3)2体系反应合成复合材料的反应机制及动力学模型

开发了Al-Zr(CO3)2体系熔体反应法合成新型(Al3Zr Al2O3)p/Al复合材料,研究了Al-Zr(CO3)2体系的反应热力学、反应动力学及反应机制.结果表明:Al-Zr(CO3)2体系起始反应温度为850℃,且在铝熔体(850～1100℃)温度范围内反应能自发进行.X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)分析表明:反应合成的强化相为Al3Zr和α-Al2O3颗粒,其尺寸为0.1～1 μm,且在基体中弥散分布.反应过程中复合熔体水淬实验分析表明:反应析出的Zr量随反应时间延长而增大,当反应进行10 min就达到了总增量的90%,整个合成反应时间为15 min,且合成过程前期(反应3 min前)主要受化学反应控制,合成过程后期(反应10 min后)主要受扩散控制.Al-Zr(CO3)2体系中关键反应ZrO2与Al按反应-扩散-破裂机制进行,并建立了反应原理图、反应动力学模型和反应时间的动力学方程.     

Li3V2(PO4)3/C复合结构正极材料的制备和电化学性能

以柠檬酸为螯合剂和碳源,采用溶胶凝胶法在强弱不同条件下制备锂离子正极材料Li3V2(PO4)3/C.利用XRD、SEM和恒电流充放电等进行测试和表征.结果表明,所有样品为纯相的单斜Li3V2(PO4)3,制备条件的不同不会影响Li3V2(PO4)3正极材料的晶型结构和晶胞参数,但对材料颗粒尺寸有较大影响,加入蔗糖可以抑制颗粒的长大和团聚,从而影响电化学性能;在3.0～4.3 V电压,由于Li3V2(PO4)3结构的稳定性,在低倍率下表现出优异的循环性能;随着颗粒的变大和团聚,材料的倍率性变差,在高倍率下充放电容量衰减快.     

改性柿子生物吸附剂对铜和铅的吸附性能

以柿子粉为原料,分别采用硫酸和硝酸进行化学改性制备两种柿子生物吸附剂SPP和HPP,研究它们对Cu2+和Pb2+的吸附性能,考察溶液pH值、固液比、温度、吸附时间以及金属离子浓度及对吸附性能的影响。结果表明:SPP和HPP的吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程拟合的效果优于Freundlich方程的;SPP对Cu2+和Pb2+的最大吸附容量分别为61.47 mg/g和207.90 mg/g,HPP对Cu2+和Pb2+的最大吸附容量分别为64.0 mg/g和220.8 mg/g,吸附过程为化学吸附所控制。     

泡沫镍负载TiO2和TiO2/3Al2O3·2SiO2薄膜的光催化性能

以泡沫镍为载体,3Al2O3·2SiO2作为过渡中间层,用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜,制成泡沫金属基的TiO2和TiO2/3Al2O2·2SiO2光催化材料,利用TG-DSC、XRD和FE-SEM等测试手段对其进行表征,用乙醛气体的光催化降解测试其光催化活性.研究表明泡沫镍负载的TiO2和TiO2/3Al2O3·2SiO2薄膜均具有良好的光催化活性,其中,由于负载的3Al2O3·2SiO2过渡中间层增大了载体的比表面积,使负载光催化剂的活性位大大增加,因此,TiO2/3Al2O3·2SiO2薄膜的光催化活性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高.     

溶液法合成锂离子纳米Li_2FeSiO_4/C电池正极材料(英文)

以蔗糖为碳源,利用溶液法在温和条件下合成Li2FeSiO4/C的前驱体,煅烧后得到纳米球形Li2FeSiO4/C正极材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料的结构和形貌进行表征。通过恒流充放电对材料的电化学性能进行测试。结果表明,采用此法合成的前驱体在700°C煅烧9h得到的纳米Li2FeSiO4/C在室温、1.5~4.6V的电压范围内,于C/20倍率下前3次放电容量达到166mA·h/g,30次循环后容量仍保持有158mA·h/g,容量保持率达95%,表明其具有良好的电化学性能。     

Li2CO3掺杂BaTiO3无铅压电陶瓷的低温烧结

以Li2CO3作为烧结助剂,采用传统固相烧结法制备BaTiO3陶瓷。研究了烧结温度(1000~1150℃)和Li2CO3添加质量分数(0%~5%)对BaTiO3陶瓷结构和电学性能的影响。结果表明:Li2CO3的掺入有效地促进了陶瓷的烧结,使BaTiO3的烧结温度从1300℃以上降低到1050℃。X射线衍射结果表明:未掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为四方相结构,掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为正交相结构。Li2CO3掺量为1%的陶瓷样品具有较高的致密度,且在1050℃时获得最大值,其相对密度可达94%。当烧结温度为1100℃时,BaTiO3陶瓷的压电常数d33获得最大值,且d33随着Li2CO3掺量的增加而降低。其中Li2CO3掺量为1%时陶瓷具有较好的电性能:d33=200pC/N,εr=1322,TC=115℃。     

竹炭/壳聚糖复合吸附剂对银(I)的吸附性能与回收研究

研究了竹炭/壳聚糖复合吸附剂吸附银(I)的动力学和热力学,并进行了银的回收实验。动力学实验表明,复合吸附剂对银(I)的吸附符合准一级动力学方程,测定不同温度下复合吸附剂对银(I)吸附的表观速率常数,得到表观活化能Ea=29.2 k J/mol;热力学研究表明,复合吸附剂对银(I)的吸附符合Langmuir等温吸附方程,测得吸附热?H为40.8 k J/mol,说明复合吸附剂对银(I)的吸附过程为吸热过程,吸附过程主要为化学吸附,吉布斯自由能?G0,表明吸附质从溶液到吸附剂表面的吸附过程是自发过程。吸附回收实验表明:竹炭/壳聚糖复合吸附剂能应用于银的回收。     

煅烧时间对TiO2-Al2O3复合光催化材料性能的影响

研究500℃下煅烧不同时间对溶胶-凝胶法制备的TiO2-Al2O3复合材料的吸附性能和光催化性能的影响.经表征分析可知,所制备材料由锐钛矿型TiO2和非晶态Al2O3组成.随着煅烧时间的增加,样品的晶粒逐渐长大,但煅烧时间对样品颗粒的表面形貌影响不大,其表面形貌较为平坦.煅烧2.5h或3h所制得样品的比表面积较大.复合材料对甲基橙的吸附率在5％～8％之间,随煅烧时间的变化不大.经500℃煅烧3h制得的TiO2-Al2O3复合材料的光催化活性最佳,经紫外光照射90 min后可使甲基橙溶液总脱色率达95.2％.     

光化学还原过程中纳米TiO2表面 Hg(Ⅱ)的吸附与脱附

采用石英晶体微天平现场技术研究了Hg(Ⅱ)离子在纳米TiO2表面的吸附及光化学还原过程.结果表明:Hg(Ⅱ)离子借助于纳米TiO2表面羟基发生吸附,吸附平衡常数约为3.9×105L/mol,且Hg(Ⅱ)离子的吸附量受溶液的pH值、浓度和共存阴离子的影响;在pH值为4的HgCl2溶液中,Hg(Ⅱ)离子在纳米TiO2上的饱和吸附量约为0.85 mmol/g;在UV光照射下,初始阶段TiO2表面水光解产生的质子可使吸附的Hg(Ⅱ)离子从TiO2表面脱附下来,而且Hg(Ⅱ)浓度和pH值越大,脱附现象越明显;随后Hg(Ⅱ)光还原沉积逐渐占主导地位,且光沉积速率受Hg(Ⅱ)浓度、溶液pH值和有机物加入的影响.     

Ni2+掺杂对Li3V2（PO4）3电化学性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和电化学方法,研究Ni2+掺杂对正极材料Li3V2(PO4)3的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:掺杂适量的Ni2+不会改变Li3V2(PO4)3的单斜晶系结构,但可提高材料的电导率,抑制电池在充放电过程的极化。在室温下,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3以0.1C倍率放电的初始比容量为115mA.h/g,放电倍率从0.1C增加到0.4C循环60次后,比容量衰减率仅为2.7%,而未掺杂原样Li3V2(PO4)3的初始比容量为129 mA.h/g,60次循环后比容量衰减率约为30.3%;当放电倍率增至1C时,80次循环后,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3比容量为99.8 mA.h/g,而原样的比容量为84.1 mA.h/g;当放电倍率增至5C时,循环120次后,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3比容量为67.7 mA.h/g,而原样的比容量降为0。循环伏安和交流阻抗测试表明,Li3(Ni0.05V0.95)2(PO4)3的可逆性明显优于Li3V2(PO4)3的可逆性。