金属有机骨架/石墨烯复合气凝胶微球的制备

为提高金属有机骨架材料ZIF-8(Zn(Hmim)2,Hmim=2-甲基咪唑)的性能及扩展其应用范围,以石墨烯气凝胶微球(rGOAM)为载体,将ZIF-8均匀负载于石墨烯片层上,制得ZIF-8/石墨烯复合气凝胶微球(ZIF/rGOAM).首先通过静电喷雾结合热/微波还原得到2种多孔、疏水的rGOAM,然后采用原位生长的...     

乙二胺改性ZIF-8的制备及其水体中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附研究

用液相扩散法合成沸石咪唑酯骨架类材料ZIF-8,并向液相中加入不同含量的乙二胺(1、2和3mL)改性,运用X射线衍射仪、扫描电镜、比表面积及孔容吸附测定仪、傅里叶红外光谱仪等进行表征。结果表明:乙二胺的加入在一定程度上改变了ZIF-8的晶体形貌,增加了材料的比表面积。实验对改性ZIF-8吸附水体中砷的实验影响条件如反应浓度、反应时间和酸碱度进行研究探讨。结果表明:在改性ZIF-8使用量为0.04g/L、pH=7、初始砷浓度2.0mg/L和反应2h的条件下,改性ZIF-8对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)吸附量分别达到19.87和49.92mg/g。     

MOF原位生长改性聚对氯甲基苯乙烯-聚偏氟乙烯正渗透复合膜及其对乳化油废水的抗污染性

金属-有机框架(MOF)材料有望提高正渗透(FO)膜的水通量和抗污染性，以提高其对乳化油废水的分离性能。为将MOF引入FO膜，首先通过相转化法制备聚对氯甲基苯乙烯-聚偏氟乙烯(PCMS-PVDF)共混底膜，以底膜中的氯甲基基团(-CH₂Cl)为反应位点与2-甲基咪唑(Hmim)中的仲胺或叔胺反应，接着与硝酸锌(Zn(NO₃)₂)反应，以在膜表面原位生长金属有机骨架沸石咪唑酯骨架-8 (ZIF-8)，最后经界面聚合制备抗污染FO复合膜。通过SEM、XPS、FTIR和接触角测定仪等对底膜和FO膜的表面化学结构及膜亲/疏水性能等进行表征。结果表明：ZIF-8均匀生长在PCMS-PVDF底膜表面，且该纳米粒子为形状较规则的立方晶体。由于ZIF-8的存在使底膜表面较疏水，但界面聚合后形成的聚酰胺层重新使膜表面变为亲水。对膜的渗透分离和抗污染性研究表明，在FO模式下，以1 mol/L的NaCl为汲取液时，未经ZIF-8改性的FO膜(PCMS-PVDF-FO)水通量仅为12.4 L·m^-2·h^-1     

PI/ZIF-8杂化膜的制备及CO_2/N_2分离性能研究

以BTDA-ODA型聚酰亚胺为基质膜材料,2-甲基咪唑锌(ZIF-8)为掺杂剂,制备了聚酰亚胺基杂化膜(PI/ZIF-8)。运用FT-IR、XRD、SEM和EDS等表征方法,对ZIF-8含量不同的杂化膜的化学结构和微观结构进行了分析,并对杂化膜进行了CO_2和N_2单一气体渗透测试。结果表明,ZIF-8与PI两相完全相容且杂化膜对CO_2表现出很高的渗透选择性。当ZIF-8质量分数为7%(PI/7Z)时,CO_2的渗透系数为2.79×10~(-9) mol·m~(-2)s~(-1)Pa~(-1),相应的CO_2/N_2理想选择性系数达到最大值13.6,远大于努森扩散的分离系数0.79。     

一种潜伏性咪唑类中温固化剂的制备和性能研究

本课题组用溶液法制备咪唑类过度金属离子络合体系,分别采用六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)、六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)、六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)、二水合氯化铜(CuCl2·2H2O)为原料,以甲醇为溶剂,对2-乙基-4-甲基咪唑(EMI)进行改性.EMI/水合金属盐按化学摩尔比4:1进行反应,...     

ZIF-8-PAN衍生多孔碳纳米纤维锌离子混合电容器

采用静电纺丝技术制备ZIF-8-PAN复合纳米纤维，经预氧化和高温碳化制得ZIF-8-PAN衍生多孔碳纳米纤维(ZIF-8-PANC);利用扫描电镜、比表面及孔径分析技术对ZIF-8-PANC的形貌和微结构进行表征，测试作为锌离子混合电容器(ZHS)电极材料的电化学性能。结果表明：ZIF-8-PANC结合碳纳米纤维的高导电性和ZIF-8衍生碳的丰富多孔结构，不仅导电性能良好，同时增大比表面积，得到分级多孔结构，ZIF-8-PANC可有效实现电子、离子的快速传输和锌离子的高容量储存；当电流密度为0.5 A·g^-1时，ZIF-8-PANC电极的比容量达到240 mAh·g^-1,循环稳定性优异。     

ZIF-8粒子尺寸对PDMS填充膜渗透汽化性能的影响研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜为支撑层,将沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8)填充到聚二甲基硅氧烷(PDMS)中,制得ZIF-8/PDMS复合膜,用于渗透汽化分离乙醇/水体系。对ZIF-8/PDMS复合膜进行了表征。考察了不同ZIF-8粒子对ZIF-8/PDMS复合膜渗透汽化分离性能的影响。研究结果表明,在金属离子与有机配体的配合比为1∶2的ZIF-8粒子,操作温度为50℃条件下,ZIF-8/PDMS复合膜的渗透通量为182.4g/(m2·h),分离因子最高为8.8。     

核壳结构ZIF-8@In2O3纳米棒的制备及其对NO2选择性的提升作用

为了快速准确检测到有毒有害气体NO₂,以水热法合成沸石咪唑酯骨架(zeolitic imidazolate frameworks, ZIF)-8复合In₂O₃纳米棒状复合材料(ZIF-8@In₂O₃),并加工制作成气敏传感器，以检测对NO₂的灵敏度和选择性。利用扫描电镜、透射电镜、比表面积分析技术对ZIF-8@In₂O₃的形貌和结构进行表征，测试复合材料作为传感器的气敏性能。结果表明：成功制备出具有核壳结构的ZIF-88@In₂O₃纳米棒复合材料，在最佳工作温度为220℃时，相比于纯In₂O₃对体积分数为5×10^-5的NO₂的灵敏度223,ZIF-8@In₂O₃的达到254;在三乙胺(triethylamine, TEA)作为干扰性气体的条...     

1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体的微波辅助合成与结构表征

采用1-溴代己烷和N-甲基咪唑为原料,微波辅助快速合成了溴化1-己基-3-甲基咪唑([HMIM]Br)中间体,此步反应产率可达到95%。通过将中间体和六氟磷酸钾进行离子交换,制备了离子液体1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([HMIM]PF6),产率约为48%。与传统方法相比,反应时间极大地缩短。产物的结构经傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、超导脉冲傅立叶变换核磁共振氢谱(1HNMR)和超导脉冲傅立叶变换核磁共振碳谱(13CNMR)确认,纯度经高效液相色谱法(HPLC)分析达到99.0%以上。     

片状ZnO/ZIF-8异质结的正丁醇气敏性能增强研究

本文利用水热法，以2-甲基咪唑和氧化锌(ZnO)纳米片为原料原位合成了片状ZnO/ZIF-8异质结复合材料。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行表征，并通过气敏性能测试仪系统研究了样品的气敏性能，进一步探讨了ZnO/ZIF-8气敏性能增强的可能机理。气敏性能分析结果表明：与纯相ZnO(其最佳工作温度为180℃)相比，ZnO/ZIF-8的最佳工作温度降低为160℃。在最佳工作温度下，ZnO/ZIF-8对正丁醇表现出了优异的选择性，对200 ppm正丁醇的响应达到了76.778。在5～200 ppm正丁醇浓度范围内，ZnO/ZIF-8的灵敏度与浓度的相关性近似呈线性，重复性及稳定性良好，适合检测低浓度的正丁醇气体。     

原位生长制备ZIF-8/聚酰胺双层复合纳滤膜及其染料分离性能

以2,6-二氨基吡啶、均苯三甲酰氯为水相和油相单体,通过界面聚合法制备吡啶功能化聚酰胺(PA-PY)膜,随后利用酰氯水解羧基和吡啶氮原子与锌离子的配位作用,在膜表面原位生长ZIF-8(类沸石咪唑酯骨架材料-8),制备了ZIF-8/聚酰胺(ZIF-8/PA-PY)双层复合纳滤膜。扫描电镜分析结果表明:原位生长法可在PA-PY分离层生成晶型结构完整、致密的ZIF-8层,且随着原位生长时间的增加,ZIF-8层逐渐增厚。ZIF-8/PA-PY双层复合纳滤膜对负电性染料的截留率较高,原位生长时间为12h时,双层复合纳滤膜对甲基蓝截留率为97.9%,刚果红为99.6%。     

类沸石咪唑骨架ZIF-8复合材料构筑及其应用——针对包装行业VOCs的监测和处理

本文以石墨烯量子点为基体,在边缘接枝甲基咪唑,再与锌离子络合形成含石墨烯量子点的类沸石咪唑骨架ZIF-8复合材料.其中,柠檬酸为碳源,组氨酸提供甲基咪唑为配体.利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、红外光谱、吸附等手段研究复合材料的微观结构和对VOCs的监测效果.制备的类ZIF-8复合材料具有三维多孔结构,将其作为荧光探...     

纳米针状ZnO的绿色合成及光催化性能研究

以Zn(Ac)2·2H2O和NaOH为反应物,以离子液体1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bzmim][BF4]水溶液为反应介质,在80℃制得纳米针状ZnO。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis absorption spectra)对纳米ZnO的形貌和结构进行了表征,以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察纳米ZnO的光催化性能。结果表明:制备出的纳米ZnO呈针状,宽约25nm,长约220nm,为六方纤锌矿结构。紫外灯照射180min后,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到97.1%。     

新型纳米ZnO抗菌复合材料的制备与应用

以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTAC)为季铵化试剂,与壳聚糖反应制备了壳聚糖季铵盐。以硝酸锌和六亚甲基四胺为原料,采用均匀沉淀法制备纳米ZnO。以羧甲基纤维素钠为纳米ZnO的分散剂,再添加水溶性的壳聚糖季铵盐,用流延的方法制得壳聚糖季铵盐/纳米ZnO复合膜,并对复合膜的力学性能、抗菌性能和膜形貌等进行了研究。     

Co_3O_4纳米片的制备及其电化学性能

以六水合硝酸钴[Co(NO_3)_2·6H_2O]为钴源、六次甲基四胺[CH_2)_6N_4]为水解剂,采用均相沉淀法制得β-氢氧化钴[β-Co(OH)_2]。β-Co(OH)2前驱体在400℃经煅烧2h制得四氧化三钴(Co_3O_4)材料。用X-射线衍射和扫描电镜对前驱体和目标产物进行了表征。结果表明,所得Co_3O_4为二维片状。电化学测试结果显示,Co_3O_4负极材料具有高的比容量和良好的循环性能。在100mA/g的电流密度下,首次充电比容量达到827mAh/g。恒流充放电50次后,容量保持率为88.5%。     

醇-水热法制备钴镍双金属氢氧化物及其电化学性能研究

以六水合氯化钴、六水合氯化镍和六次甲基四胺为原料,通过引入乙醇溶剂,利用醇-水热法合成钴镍双金属氢氧化物。采用扫描电子显微镜、电化学工作站等对所制材料的形貌及电化学性能进行表征。从扫描电子显微镜可以看出,利用醇-水热法合成的钴镍双金属氢氧化物具有较薄的片状结构;电化学测试结果表明合成的双金属氢氧化物具有较优异的电化学性能,在电流密度为1A/g时,其比电容达到586.7F/g。     

1,3-二正丁基咪唑六氟磷酸盐离子液体的微波辅助合成与结构表征

以三甲基硅烷咪唑和1-溴代正丁烷作为原料,采用未经改装的家用微波炉在无溶剂条件下经季铵化反应合成了中间体溴化1,3-二正丁基咪唑([DnBIM][Br]),此步反应产率可以达到92%.再将第一步制得的中间体与六氟磷酸钾经复分解反应,得到1,3-二正丁基咪唑六氟磷酸盐离子液体([DnBIM][PF6]),收率为68%.提...     

酸处理对FeN/ZIF-8催化剂氧还原反应催化性能的影响

研发高性能、低成本的非贵金属阴极氧还原反应催化剂是目前质子交换膜燃料电池的主要研究方向之一。以1, 10-菲啰啉为氮源, FeSO₄·7H₂O为铁源, 考察以ZIF-8为载体制备的FeN/ZIF-8催化剂的氧还原反应催化性能, 并探究酸处理对FeN/ZIF-8催化剂结构及性能的影响。通过X射线衍射、比表面积和孔径分布测试、透射电子显微镜等物理表征手段对催化材料进行结构表征, 使用旋转圆盘电极对催化剂氧还原反应催化活性和稳定性进行测试。结果表明: 以ZIF-8为载体制备的催化剂含有Fe₃C, 以及具有较大的比表面积, 这可能是催化剂具有较高氧还原反应初始催化活性的原因。酸处理可去除催化剂中部分不稳定的含铁碳化物和无序碳结构, 使催化剂具有更大的比表面积、更丰富的介孔结构和更高的孔体积; 同时, 酸处理可提高碳基体的耐腐蚀性, 在老化测试中维持催化剂所具有的较高比表面积和丰富的介孔结构, 从而使FeN/ZIF-8-A催化剂表现出更好的氧还原反应活性和稳定性。     

微波辅助加热法合成LiFePO_4/C正极材料

以离子液体1-丁基-3甲基咪唑二腈胺盐为碳源,通过微波辅助加热法制备LiFePO_4/C正极材料。采用X射线衍射(XRD)表征了样品的物相,扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)考察了样品的微观形貌,元素分析检测了离子液体最终产物中C、H、N元素的含量。通过恒电流充放电测试研究了材料的电化学性能,主要研究了加热方式和Mg2+掺杂对材料性能的影响。结果表明,微波加热可以高效快速制备LiFePO_4/C,有利于离子液体碳化形成碳层。在加热时间较长的情况下,会造成颗粒的不规则长大。Mg2+的掺杂不会改变LiFePO_4/C颗粒的形貌,0.1C倍率下首次放电比容量达到146.3mAh/g,经过45次循环后容量没有明显衰减,可以有效地改善LiFePO_4/C的电化学性能。     

微波法制备电化学电容器用花生壳基活性炭(英文)

以花生壳为原料,氢氧化钾为活化剂,采用微波加热制备出活性炭,所制活性炭用于制备电化学电容器用电极材料。通过氮气吸附、恒流充放电及循环伏安对所制活性炭的孔结构及电化学性能进行研究。结果表明,活性炭的比表面积、总孔容、比电容以及能量密度在炭化时间(6-10 min)以及KOH与花生壳的质量比(0.6-2.0)的范围内存在最大值。当KOH/花生壳的质量比为1.0,微波功率为600 W,活化时间8 min,所制活性炭(AC1-600-8)比表面积达1277 m2/g,并且经1 000次循环后,其能量密度高达8.38 Wh/kg。因此采用微波加热、KOH活化是一种快速制备电化学电容器用活性炭的低成本方法。