织构可控多孔炭纳米纤维的制备及其室温脱除低浓度氮氧化物（英文）

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈纤维,经预氧化、炭化和活化,得到具有孔径发达和比表面积大的多孔炭纳米纤维。控制纺丝液的浓度和活化条件,可制得织构可控的多孔炭纳米纤维。将所制备的纤维用于室温低浓度NO(20 ppm)的脱除,脱除效果主要基于吸附和催化氧化作用。纤维的织构影响其脱除NO的性能,直径越小、微孔越丰富、比表面积越大,对NO的吸附与催化氧化效果越好。当NO进口浓度为20 ppm时,在900℃下活化的平均直径为175 nm的多孔炭纳米纤维脱除NO率可高达29.7%。     

纳米碳基表面分子印迹吸附剂综述及其吸附机理探讨（英文）

纳米碳基材料由于具有低密度、高强度、环境友好、结构可控、表面易于修饰等优点,成为了一类非常理想的表面分子印迹基质材料。相应的纳米碳基表面分子印迹聚合物(C-SMIPs)吸附剂,对于实现液相环境体系中的有机小分子污染物的选择性吸附脱除与富集回收取得了令人满意的效果。本综述对该应用背景下近五年来的不同维度C-SMIPs进行了归纳总结。不仅发现C-SMIPs吸附能力的下限更容易受基质材料的影响,其上限则更多地取决于印迹层的构建情况,以多孔纳米炭球和氧化石墨烯为基质的C-SMIPs通常具有较高的吸附容量,其中氧化石墨烯基SMIPs通常具有较高的吸附效率。同时本综述还推断出C-SMIPs对于目标分子吸附的本质是固液界面间的物理性吸附,解决了长时间以来令人困扰的对吸附过程定性的争议。另外,通过本综述的探讨分析,可以为接下来深入研究C-SMIPs的基质筛选、印迹方法、吸附条件选择等提供一些可借鉴的理论和实践经验,从而不断推进C-SMIPs的研发和应用。     

茶碱表面分子印迹聚合物微球的制备及性能

以Poly(GMA-DVB)微球为载体,将4,4′-偶氮双(4-氰基戊酸)(ACPA)连接到微球表面,然后以茶碱为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,通过4,4′-偶氮双(4-氰基戊酸)(ACPA)引发聚合,在Poly(GMA-DVB)微球表面上均匀地接枝分子印迹聚合物,制备茶碱表面分子印迹聚合物微球。借助红外、电镜、粒度等表征方法对微球的制备进行了评价和探讨,采用静态法研究微球对茶碱的结合性能与分子识别特性。研究表明,分子印迹微球的接枝率随着载体微球表面环氧基含量的增加以及溶剂用量的减少而增大;分子印迹微球对茶碱具有特异的识别选择性与优良的结合亲和性,相对于咖啡碱识别选择性系数为2.81~3.62,室温吸附3 h内可以达到吸附平衡。     

分子印迹聚合物修饰氧化石墨烯用于选择性识别槲皮素（英文）

利用分子模拟技术设计槲皮素(Qu)印迹预组装体系,确定功能单体的种类及其与Qu的作用比例;在此基础上,采用自由基聚合法制备分子印迹聚合物修饰的氧化石墨烯(GO/MIP),并通过傅里叶变换红外光谱仪、元素分析仪、拉曼光谱仪、热重分析仪、扫描电子显微镜和原子力显微镜系统分析所制GO/MIP复合材料的形貌和结构。静态吸附实验的结果表明,在298 K下,GO/MIP复合材料对Qu的动力学吸附平衡时间和吸附量分别为30 min和30. 61 mg g~(-1)。此外,准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型可较好地描述GO/MIP复合材料对Qu的吸附行为。混合黄酮类化合物溶液中进行的竞争吸附实验的结果说明,相对Qu而言,GO/MIP复合材料对结构类似物山奈酚和芦丁的相对选择性系数分别为1. 966和3. 557。所制GO/MIP复合材料提高了表面MIPs用于选择性识别多酚类化合物的能力,为制备用于天然产物中特异性检测和快速分离黄酮的表面MIPs提供指导意义。     

MOF材料自模板炭化制备纳米多孔炭的研究进展（英文）

纳米多孔炭材料具有高的比表面积、良好的热稳定性和化学稳定性等优点,广泛应用于气体吸附、催化和电化学等领域。尽管目前已做了大量的工作,但是以自模板策略制备纳米多孔炭材料仍存在挑战。结构多样可裁的金属有机骨架(MOF)材料具有规则可调的孔径、高的孔隙率和比表面积等优点,已被证明是制备功能化纳米多孔炭材料的理想前驱体。本文综述了近年来MOF自模板炭化制备纳米多孔炭材料的研究进展,重点介绍以炭化不同的MOF-客体类型为途径获得的多孔炭材料。这将有助于进一步定向开发功能化的新型炭材料,以优化其在更广泛应用领域的性能。     

柚皮素分子印迹聚合物微球的制备

用无皂乳液聚合法合成了微米级聚苯乙烯微粒,并以其为种球,采用单步溶胀聚合法制得了单分散柚皮素分子印迹聚合物微球(MIPMs),考察了溶胀比、水油比、溶剂种类及交联剂用量等对MIPMs形态、粒径及粒径分布的影响,并用静态吸附实验考察了MIPMs的分子识别性能.结果表明,当用1.50μm的聚苯乙烯为种球,环己醇或氯仿为溶剂,20mmol 乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,水油比为7∶1,溶胀比控制在27～60之间时,可获得一系列粒径在4.5～6.0μm单分散的MIPMs.制得的MIPMs对模板分子具有较强的特异吸附能力,以槲皮素为竞争底物,其分离因子达1.96.     

分子印迹聚合物微球的制备及应用

评述了制备分子印迹聚合物微球的一些新方法，并对其新开拓的应用领域作了较为详细的介绍。     

氧化煅前针状焦制备超级电容器用纳米多孔炭（英文）

经混酸HNO3/H2SO4氧化后,煅前针状焦(GNC)转化为两种中间体,根据中间体在水中的分散能力区分为水可分散部分和水不可分散部分。这两种中间体均可经KOH活化后制得纳米多孔炭材料。通过XPS、XRD、低温N2吸脱附和TEM表征表明,在相同的KOH用量下,所得纳米多孔炭的孔结构不同,主要是由于两种中间体在表面性质和微结构方面的差异所致。以6mol/L KOH为电解液,从水可分散中间体制得的多孔炭GNC-A10-3在40A/g下的质量比容量为248F/g,且倍率性能优异,C40/0.05为76%;而同样为3倍碱炭比时从水不可分散中间体制备的多孔炭GNC-R10-3在体积比电容上的电化学表现优于GNC-A10-3。     

超级电容器用高性能石油焦基多孔炭的制备及改性（英文）

以石油炼制副产品石油焦为原料,采用KOH活化法制备高比面积多孔炭,通过氨水水热处理对多孔炭进行表面渗氮改性。系统考察了KOH/石油焦比例(碱/炭比)对多孔炭孔结构及电化学性能的影响。结果表明多孔炭的比表面积、孔结构和电化学性能可以通过碱/炭比有效地调控。随着碱/炭比的增大,多孔炭的孔道逐渐增大,当碱炭比为3∶1时最大比表面积达到2 964 m~2·g~(-1)。当碱/炭比为5∶1时,多孔炭的比表面积和中孔率分别高达2 842 m~2·g~(-1)和67.0%,其在50 m A·g~(-1)电流密度下的比电容达到350 F·g~(-1)。氨水水热处理多孔炭,可以有效地在多孔炭表面引入氮原子,从而提高了多孔炭电极的电化学性能,尤其提高其在高电流密度下的比电容值。KOH活化以及氨水水热处理为制备高性能低成本石油焦基超级电容器电极材料提供了一种简单有效的方法。     

超级电容器用生物质基多孔炭的研究进展（英文）

在最近的几十年中,超级电容器(SC)已在电化学能量存储设备中获得了更为重要的地位。SC为使用寿命长的能量存储设备提供了可观的功率密度和令人满意的能量密度,适用于多种应用。因此,这些装置的进一步发展依赖于提供合适,低成本,环境友好和丰富的材料作为SC的电极活性材料。在用于SC的电极材料中,活性炭表现出优异的性能。它们具有优异的电化学效率,高比表面积,高吸附性,可调节的表面化学性质,快速的离子/电子传输,低成本和丰富的特性,使其成为SC电极的最佳材料。如果从生物质前驱体制备活性炭,则可以协同增强这些优势。由于生物质为可再生来源,低成本,便捷的加工过程以及对环境的友好性,研究者们将注意力集中在生物质上。在本文中,试图全面了解作为电化学储能装置的SC的基本原理。然后,对各种来源的生物质进行分类和分析。最后,讨论了这些生物质前驱体作为SCs电极材料的应用和活化技术。     

新型分离材料硅胶表面分子印迹聚合物的制备

本文研究了一种新的基于硅胶表面修饰的分子印迹聚合物制备方法。首先在硅胶表面共价键引进硅氧烷,利用硅氧烷的端基官能团与偶氮(4'氰基戊酸)进一步反应,在硅胶表面引进偶氮引发剂。然后采用分子印迹技术,以甲基丙烯酸为功能单体和乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在硅胶表面合成了对D苯丙氨酸具有选择性结合能力的表面分子印迹的新型分离材料。并用平衡吸附实验研究了其吸附性能。结果表明:该聚合物对D苯丙氨酸有较高的亲和性、选择性、吸附量,可用于分离领域如色谱填料、固相萃取等。     

高比表面积聚丙烯腈基炭微球的制备与正交实验分析（英文）

本研究优化了制备高比表面积聚丙烯腈基多孔炭微球的KOH化学活化工艺,并系统讨论了活化条件对炭微球的孔体积和平均孔径的影响。活化条件的优化原理基于9个正交实验,主要讨论了活化温度、恒温时间以及碱碳质量比3个因素对比表面积的影响与显著性。极差分析和方差分析表明,3个因素对比表面积均具有高度显著的影响,且三者的影响程度有如下关系:活化温度恒温时间碱碳比。最佳活化工艺为:活化温度800℃,恒温时间4 h,碱碳比4∶1。由最佳活化工艺制备的聚丙烯腈基多孔炭微球的比表面积可由活化前的463 m~2g~(-1)显著提高至2 517 m~2g~(-1)。     

大蒜皮基多孔炭材料的水热法制备及其CO_2吸附性能（英文）

以大蒜皮为碳源,先采用水热法制备炭前驱体,再经KOH活化法制备了高比表面积和高孔体积的多孔炭材料。采用氮气吸附仪、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)仪对所制多孔炭的孔结构和形貌特性进行表征。结果表明,活化温度对多孔炭材料的比表面积和孔体积影响较大,当活化温度为800℃和KOH/炭前驱体浓度比为2时,得到的多孔炭材料(AC-28)比表面积和孔体积分别高达1 262 m~2/g和0.70 cm~3/g;当活化温度为600℃和KOH/炭前驱体浓度比为2时,多孔炭材料(AC-26)比表面积和孔体积分别为947 m~2/g和0.51 cm~3/g。虽然AC-26样品的比表面积和孔体积均较低,但其微孔率高达98%,使得此材料CO_2吸附性能优异,在25℃和1 bar时的CO_2吸附量高达4.22 mmol/g。常压下影响多孔炭材料中CO_2吸附量的主要因素是微孔率,并不是由比表面积和孔体积决定。当具有合适的孔径结构和比表面积时,生物质基多孔炭材料中微孔率的增加会有效增加CO_2吸附量。     

模板法制备超级电容器用多孔炭的研究进展（英文）

多孔炭材料具有优良的电导率、高的比表面积以及优异的电化学稳定性,被广泛用于能量存储和转换领域。模板法被认为是制备具有良好孔结构和孔径分布炭材料最成熟的方法之一。本文归纳总结了模板法,包括硬模板(镁基、硅基、锌基、钙基)、软模板(常规软模板、离子液体、低共熔溶剂)、自模板(生物质、金属有机框架)制备超级电容器用分级多孔炭的造孔机制和构效关系;指出了模板法在炭材料孔结构调控方面存在的问题,并对未来的发展方向进行了展望。     

阿魏酸分子表面印迹聚合物材料的设计制备及分子识别特性

阿魏酸(FA)是植物组织中普遍存在的一种苯乙烯型酚酸,具有重要的生物和药理活性。针对其分子结构中存在可聚合双键,通过分子设计,采用"先接枝聚合-后交联印迹"的新型分子表面印迹技术,制备了FA分子的表面印迹聚合物材料MIP-QP/SiO_2。研究结果表明,印迹微粒MIP-QP/SiO_2对FA具有高度的结合亲和性和特异的识别选择性,对FA的结合容量高达182 mg/g。相对于分子结构与FA具有一定相似性的缩酚酸绿原酸,印迹微粒对阿魏酸的选择性系数高达7.15;相对于分子结构与FA分子十分相似的酚酸咖啡酸,印迹微粒对FA的选择性系数也达3.27。     

氮掺杂稻壳基多孔炭的制备及其氧气还原反应的电催化性能（英文）

本文发展了一种氮掺杂稻壳基多孔炭(N-RHPC)的制备方法,即将RHPC在氨气氛围下进行高温处理,操作简单,有利于大规模制备。结果表明,N-RHPC的介孔体积、石墨化程度明显提高,XPS N 1s谱证实了N原子在RHPC结构上的有效掺杂。N-RHPC作为ORR电催化剂具有与商用Pt/C接近的电催化活性,并具有较好的稳定性以及耐甲醇毒性,这主要是由于氨气氛围下对RHPC的高温处理使N原子进入RHPC中而引入了大量的催化位点所致。N-RHPC制备方法简单,性价比高,作为电催化剂具有很好的应用前景。     

L-苹果酸分子印迹聚合物微球的制备及性能评价

以L-苹果酸为模板分子,丙烯酰胺(AA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)分别为功能单体和交联剂,采用沉淀聚合法制备了分子印迹聚合物微球,研究了聚合体系组成对模板聚合物吸附特性的影响。实验表明,以1∶4∶20的物质的量比加入模板分子、AA和EGDMA时,制备的模板聚合物吸附容量高,印迹效果好。通过Scat-chard分析研究了聚合物的选择结合性能,结果表明分子印迹聚合物微球在识别L-苹果酸的过程中存在2类结合位点,而空白印迹聚合物微球只存在1类结合位点。印迹聚合物微球对L-苹果酸和D-苹果酸的手性分离因子α达2.05。     

葱叶一步法裂解制备多孔炭及其电容性能研究（英文）

以葱叶为炭前驱体,在不添加任何活化剂的条件下,炭化活化同时进行,制备了孔径分布主要集中于0.6~1.2nm和3~5nm之间的葱基多孔炭材料,并对其电容性能进行研究。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量弥散X射线光谱(EDX)、火焰原子吸收光谱(FAAS)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和氮气吸脱附曲线等方法表征了葱基炭的形貌、成分、比表面积及孔径分布等性能;通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、恒流充放电(GCD)等电化学方法考察了材料的比电容和循环寿命等电化学性能。结果表明,葱叶中本身含有的微量矿物质如钙、钾等在其炭化的过程中同时起到了活化的作用。研究了不同温度下(600~800℃)制备的多孔炭的性能,发现800℃条件下制得的样品性能最佳,以微孔为主,介孔辅之,孔径为0.6~1.2 nm的微分孔隙体积达2.608 cm~(-3)/g/nm,3~5 nm的微分孔隙体积有0.144 cm~(-3)g/nm,BET比表面积为551.7 m~2/g,质量比电容为158.6 F/g,有效面积电容可高达28.8μF/cm~2。这表明孔径分布情况对多孔炭的电荷存储能力有很重要的影响,此法也为提高有效面积电容提供了思路。     

聚丙烯腈基两亲性聚合物纳米微球的制备研究

结合分子组装辅助的乳液聚合和化学修饰方法制备出内核为疏水交联聚丙烯腈,外壳为亲水性交联聚丙烯酰胺和聚丙烯酸的核-壳结构的两亲性聚合物纳米微球,采用动态光散射、傅立叶红外光谱法、元素分析法、透射电镜和扫描电镜观察等表征了各种聚合物纳米微球的大小、组成、形态和pH响应行为,重点研究其受化学修饰反应时间的影响,结果表明,两亲性聚合物纳米微球的大小、组成、形态和pH响应行为可通过化学修饰反应时间进行调控。     

表面分子印迹微球的制备及其在水处理中的应用

介绍了表面分子印迹技术的原理及特点,着重从无机材料和聚合物材料两方面综述了表面分子印迹微球制备技术的最新研究进展,并简要概述了其在水处理方面的应用。