一步水热制备凹凸棒石/Fe_3O_4/炭复合材料吸附剂

以硫酸亚铁铵、葡萄糖和凹凸棒石为原料,采用一步水热法制备了凹凸棒石/Fe3O4/炭纳米复合材料,研究了氨水加入量和水热时间对材料微观结构、磁性能和吸附性能的影响,并与凹凸棒石、凹凸棒石/炭和凹凸棒石/Fe3O4进行对比分析。结果表明:由于氨水的加入,硫酸亚铁铵沉淀为纳米Fe3O4颗粒,负载于凹凸棒石表面;葡萄糖炭化为无定形炭负载于凹凸棒石表面。随着氨水加入量的增多和反应时间的延长,复合材料中Fe3O4含量相应增加,磁化率迅速增加。不同材料(凹凸棒石、凹凸棒石/炭、凹凸棒石/Fe3O4和凹凸棒石/Fe3O4/炭)的磁性能和吸附性能的对比分析表明:碳的负载有效改善了材料对有机污染物苯酚的吸附性能,Fe3O4则赋予材料磁性能。凹凸棒石/Fe3O4/炭对苯酚的去除率(57%)远高于未改性凹凸棒石,并可以从液相中磁分离。     

凹凸棒石对硫酸亚铁-硝酸钾体系中四氧化三铁结晶作用的影响

研究了用硫酸亚铁-硝酸钾氧化法在凹凸棒石悬浮液中即时合成磁铁矿制备凹凸棒石-Fe3O4纳米复合材料的可行性以及凹凸棒石对磁铁矿晶体生长控制和影响.X射线粉末衍射、透射电镜、磁化率分析等表征手段的分析结果表明;在制备凹凸棒石负载Fe3O4复合材料的过程中,凹凸棒石投加量和煅烧温度对复合材料的物相组成、形貌特征及磁学性质具有明显的影响.随着凹凸棒石添加量的增加,纳米Fe3O4、粒径分布更均匀.当凹凸棒石煅烧温度超过400℃以后,由于凹凸棒石表面性质的改变,抑制了Fe3O4结晶.     

新型磁性黏土光催化材料的制备及其性能

配置Fe Cl2、Fe Cl3和ATTs的悬浊液,在氮氛下通过协同沉淀法制得Fe3O4-ATTs纳米晶体。然后再通过溶胶凝胶法负载Ti O2获得Ti O2-Fe3O4-ATTs纳米复合材料。通过SEM、XRD、VSM对材料分析可知Ti O2和Fe3O4晶体被成功负载于ATTs表面。同时研究了复合材料在不同p H、剂量和H2O2条件下对酸性红B染料去除效果的影响。在回收再生试验中,材料在重复使用六次后,流失率仅为10.1%,复合材料显示出良好的光催化活性和回收性能。     

纳米Cu_2O/凹凸棒石黏土复合物的制备及其在自然光下对模拟染料废水的脱色作用

用液相化学沉积法制备纳米Cu2O/凹凸棒石黏土复合材料,并将其作为自然光催化剂进行模拟染料废水的脱色研究。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术证明该材料为纳米Cu2O和凹凸棒石黏土物理混合物。研究了复合材料对模拟印染废水的脱色能力、复合材料的投加量、降解时间以及废水溶液的初始pH对脱色能力的影响。     

磁性γ-Fe2O3/P（MMA-AM）纳米复合材料的反相微乳液法制备及表征

以FeSO4.7H2O的水溶液为分散相(水相),环己烷为连续相(油相),甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酰胺(AM)为单体,壬基酚聚氧乙烯醚-10(OP-10)为乳化剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂及引发剂,配制反相微乳液体体系。用热引发此体系的反应来制备γ-Fe2O3/P(MMA-AM)纳米磁性复合材料。用X射线衍射、红外光谱、热失重分析、透射电子显微镜对产物进行了表征。结果表明:单体MMA和AM发生了共聚,且γ-Fe2O3微粒分散于高分子聚合物中,则产物为γ-Fe2O3/P(MMA-AM)。制备该磁性复合材料球状微粒的最佳条件为:油水体积比为1∶3、亚铁离子浓度为0.4 mol/L、单体含量为7%(质量分数)。     

CuO/凹凸棒石黏土复合材料的制备及其吸附、抑菌性能研究

以凹凸棒石粘土为载体,采用共混水热法制备了纳米氧化铜/凹凸棒石黏土复合材料前驱体,450℃煅烧后得到凹凸棒石黏土负载的多孔氧化铜复合材料,考察了其吸附、抑菌性能。结果表明,复合材料中CuO的质量分数为50%时,亚甲基蓝色度的去除率达80%以上,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的增长具有良好的抑制作用。     

片状Fe3O4纳米颗粒在润滑油中的摩擦化学性质

以片状Fe3O4纳米颗粒为润滑油添加剂,在四球摩擦试验机中考察了其在#40机油中的摩擦化学性质和对摩擦副摩擦化学的影响。结果表明:与摩擦前的片状Fe3O4纳米颗粒相比,摩擦化学作用使得摩擦后纳米颗粒的性质(如:相组成、晶粒尺寸、比表面积、氧化转变温度、磁性能、结晶度和晶面间距)有所改变。片状Fe3O4纳米颗粒由于与摩擦副持续的高速摩擦产生了机械力化学效应,其诱发片状Fe3O4纳米颗粒在摩擦副表面发生摩擦化学反应,最终生成了一层或多层富含Fe、FeO、Fe3O4、γ-FeOOH、γ-Fe2O3和α-Fe2O3等物相的稳定抗摩擦自修复保护膜,从而阻止摩擦副直接接触,起到抗磨减摩作用。     

Ni/ZrO2/Al2O3催化剂在CO2重整CH4反应中催化性能研究

Ni/ZrO2/Al2O3催化剂在二氧化碳重整甲烷反应中,其催化活性和稳定性均优于Ni/ZrO2和Ni/Al2O3催化剂.XRD、TPD、TPR结果表明,在Ni/ZrO2/Al2O3催化剂上能形成较稳定的活性中心,负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体中,ZrO2以四方相形式出现,粒径为5 nm,微波和超声波的作用能诱导ZrO2和Al2O3产生新的碱性中心,有利于二氧化碳的吸附和提高活性组分的分散度.TG-DSC结果表明Ni/ZrO2/Al2O3催化剂上表面炭主要是活性较高的α炭,而Ni/ZrO2和Ni/Al2O3催化剂表面炭主要是活性较低的β炭和γ炭.     

纳米TiO2/凹凸棒石光催化复合材料的制备及其动力学

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/凹凸棒石光催化复合材料,并对其进行了表征. XRD结果表明,复合材料为锐钛矿相和金红石相的混晶结构,HRTEM和SEM图像显示,在凹凸棒石表面均匀负载了一层纳米TiO2颗粒. 实验考察了煅烧温度、催化剂用量及材料吸附性能对其光催化性能的影响,结果表明,600℃下煅烧制备的复合材料中TiO2晶粒尺寸为16 nm,锐钛矿相含量87%. 复合材料对甲基橙有较强的吸附性,吸附平衡常数Ka=0.00896 L/mg,催化剂添加量为3 g/L时光照2 h对甲基橙的降解率达92%. 光催化动力学方程符合Langmnir-Hinshelwood模型,二级动力学方程可很好地描述其降解规律：lnCt+0.00896Ct=0.418-0.0197t.     

模压成型环氧树脂/玄武岩纤维复合材料研究

以玄武岩纤维平纹布(BF)为增强体,环氧树脂(EP)为基体,采用模压工艺制备环EP/BF复合材料。研究了加压时机、成型压力、纤维体积含量对复合材料弯曲性能和层间剪切强度(ILSS)的影响,并研究纳米添加剂凹凸棒石/炭(PG/C)对复合材料力学性能及导热性能的影响,运用电子扫描显微镜观察并分析复合材料的断面形貌。结果表明,复合材料的最佳加压时机为凝胶45 min;成型压力和纤维体积含量影响复合材料的弯曲性能和ILSS;在BF体积分数为30%、成型压力为1 MPa条件下,添加纳米添加剂PG/C–0.5(PG/C的质量比为1/0.5)时,复合材料的力学性能最优,相比不含纳米添加剂,复合材料的弯曲强度、弯曲弹性模量及ILSS分别提高4.3%,10.7%和6.4%;添加纳米添加剂PG/C–0.5时,复合材料的导热性能最优,在25℃及100℃下的导热系数为0.28 W/(m·K)和0.31 W/(m·K),相对不含纳米添加剂时分别提高64.7%及41.0%。PG与负载在其表面的炭之间的协同作用促进了复合材料力学性能及导热性能的提高。     

纳米Fe3O4/聚苯乙烯复合材料结构与性能

以化学共沉淀法制备Fe3O4纳米颗粒,以油酸为表面活性剂、苯乙烯为负载液制备可聚合磁流体,再经自由基聚合制备出了纳米Fe3O4/聚苯乙烯复合材料.TEM测试结果表明,表面处理的Fe3O4颗粒在聚苯乙烯基质中分散均匀,不发生团聚.DSC和TGA研究结果表明,虽然Fe3O4/聚苯乙烯均匀分散体系的玻璃化转变温度比聚苯乙烯的低,但少量Fe3O4纳米颗粒的存在使聚苯乙烯的起始、终止和最大热分解温度都有明显的提高.     

埃洛石管内负载纳米四氧化三铁复合材料对亚甲基蓝的吸附性能

以柠檬酸铁为铁源,采用真空浸渍法和高温热分解法,在天然埃洛石纳米管(Hal)内成功负载了Fe3O4纳米粒子复合材料(A-Hal/Fe3O4),验证产物对染料分子的吸附性能提升效果。通过X射线衍射仪、Fourier转换红外光谱、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜以及振动样品磁强计对A-Hal/Fe3O4复合磁性材料的组成、结构、形貌、磁性进行表征,通过紫外-可见光谱检测了A-Hal/Fe3O4复合材料吸附亚甲基蓝的性能。结果表明:Fe3O4纳米颗粒已成功负载在HNTs管内,但有少量的Fe3O4表面被氧化成磁赤铁矿(γ-Fe2O3),造成样品呈黄色;制备的A-Hal/Fe3O4复合磁性材料对5 mg/L的亚甲基蓝的吸附性能良好,30 min内的吸附脱色率为98.99%;回收后再次吸附,30 min内的吸附脱色率为94.14%;相比于埃洛石原矿,A-Hal/Fe3O4产物在30 min时的脱色率提升20%以上。同时,负载在埃洛石管内的Fe3O4纳米粒子的比饱和磁化强度(Ms)可以达到4.7(A·m2)/kg,通过外加磁场的吸引作用,成功将吸附了有机染料分子的复合材料从模拟废水中快速分离。     

室温固相法制备纳米γ-Fe_2O_3过程中形貌影响研究

采用室温固相法,通过2种形式分别合成了纳米γ-Fe2O3的前驱体FeC2O4.2H2O,并对其煅烧过程中不同温度下所得到的γ-Fe2O3的形貌影响进行了研究。以FeSO4.7H2O和H2C2O4·2H2O为原料,先得到了前驱体FeC2O4.2H2O,然后分别在200℃、300℃、400℃、500℃和600℃下煅烧前驱体,经X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)测试手段的分析,结果表明:室温固相法合成纳米γ-Fe2O3操作简单、成本低、无污染。对前驱体球磨可以得到尺寸小分散性好的纳米γ-Fe2O3颗粒。     

凹凸棒石/炭复合吸附材料研究进展

近年来,黏土矿物/炭复合吸附材料因具有来源丰富、结构可控和性能稳定等特点,成为碳基复合吸附材料研究热点之一。凹凸棒石是一种天然含水富镁铝硅酸盐黏土矿物,独特的孔道结构和一维棒晶使其成为理想的吸附材料和载体材料。本文综述了凹凸棒石/炭复合吸附材料的研究进展,围绕自然资源的高值化和废弃物的资源化利用,着重介绍了利用凹凸棒石脱色废土构筑环境友好型凹凸棒石/炭复合吸附材料的方法及再生应用进展,总结比较了不同方法制备复合吸附材料的形貌和性质及其对不同类型污染物的去除效果,并展望了凹凸棒石/炭复合吸附材料的未来发展方向,以期为黏土矿物/炭复合材料的研发及其在环境修复领域中的应用提供技术支撑。     

纳米光催化剂TiO_2/Fe_3O_4的制备及表征

采用两步法制备磁性负载纳米光催化剂TiO2/Fe3O4。首先用液相共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4颗粒;然后用溶胶-凝胶法,以钛酸四正丁酯为先驱体,通过水解缩聚在Fe3O4纳米颗粒表面包覆TiO2层,得到易于磁分离回收的复合纳米光催化剂TiO2/Fe3O4,粒径大约为30 nm。利用TEM、XRD、FT-IR、VSM对Fe3O4和TiO2/Fe3O4的结构和性能进行了表征,结果表明,制备的Fe3O4为面心立方晶体(FCC)结构,具有超顺磁性;TiO2为锐钛矿相,包覆在Fe3O4的表面,形成了核-壳式结构的TiO2/Fe3O4复合光催化剂。     

复配改性黏土/丁腈橡胶纳米复合材料的结构及性能

用不同阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配改性无机黏土,制备了有机改性黏土/丁腈橡胶(NBR)纳米复合材料,并表征了有机黏土与纳米复合材料,考察了不同表面活性剂及配比对纳米复合材料物理机械性能的影响。结果表明,CTAB/SDS复配改性黏土/NBR纳米复合材料的层间距比CTAB改性黏土/NBR纳米复合材料增加了1.15 nm,具有更多的插层结构,橡胶基体中黏土颗粒分布细致、均匀,且黏土片层间无聚集体存在;CTAB/SDS复配改性黏土/NBR纳米复合材料的物理机械性能优于CTAB/SDBS复配改性黏土/NBR纳米复合材料及CTAB改性黏土/NBR纳米复合材料,且当CTAB/SDS(质量比)为4∶2时,纳米复合材料的拉伸强度、撕裂强度及扯断伸长率出现最大值,其中,拉伸强度和撕裂强度较CTAB改性黏土/NBR纳米复合材料分别提高了62.7%和12.3%。     

纳米SnO_2可控合成及其对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

采用溶胶法制备Sn(OH)4胶体,以炭载体控制吸附胶体粒径,通过高温烧结制备炭载纳米Sn O2,并通过载体转移技术将纳米Sn O2转移到Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料表面,考察了合成工艺条件对纳米Sn O2及其前驱体粒径的影响,并对纳米Sn O2修饰的Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料进行分析。结果表明:在以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂、陈化12 h、添加炭载体的条件下可以有效控制Sn O2前驱体胶体的粒径;Sn O2负载在Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2表面,没有进入Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2材料的结构中,纳米Sn O2提高了Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能;在0.5C、1C、2C、5C下充放电,首次放电容量分别提高了3.75%、0.96%、6.41%、8.71%,1C倍率循环50次之后,容量保持率由71.35%提高至92.14%。     

凹凸棒石/氢氧化物纳米复合材料对磷的吸附热力学

用铁/铝盐水解法制备了凹凸棒石/铝氢氧化物(PNCM Ⅰ)、凹凸棒石,铁氢氧化物(PNCM Ⅱ)和凹凸棒石/铁-铝氢氧化物(PNCM Ⅲ)3种凹凸棒石黏土纳米复合材料,对比研究了这3种复合材料和纯凹凸棒石黏士对水中磷的吸附净化能力,通过等温吸附实验探讨了3种纳米复合材料对磷的吸附机理.结果表明:PNCM Ⅰ和PNCMⅢ凹凸棒石黏十纳米复合材料对磷具有良好的吸附净化能力,而且温度对其影响很小;当初始浓度为1,2mg/L和5mg/L(以磷计)时,100mL水中加入0.1 g的PNCMⅠ和PNCM Ⅲ对磷的去除率可达到99%以上,对磷的吸附容量分别约为8mg/g和15mg/g;这3种凹凸棒石复合材料吸附过程均属于Langmuir吸附;PNCMⅠ和PNCMⅢ对磷的吸附是吸热的化学吸附和物理吸附并存的过程,PNCMⅡ对磷的吸附是吸热的物理吸附过程,且都为熵增加的吸附过程.     

活性炭负载纳米ZnO的结构及常温脱除H2S的性能

采用均匀沉淀法分别以煤质炭和椰壳炭为载体,纳米ZnO为活性组分制备了活性炭负载纳米ZnO脱硫剂。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对脱硫剂的结构进行表征,并在固定床反应器上考察了H2S的吸附性能。结果表明:所制备的脱硫剂表面负载了纳米ZnO晶体,活性炭表面孔的数量影响纳米ZnO的晶粒尺寸,椰壳炭负载的纳米ZnO晶粒尺寸为11.4nm,而煤质炭上纳米ZnO晶粒为68.9nm;活性炭载体提高了脱硫活性组分的利用率,椰壳炭负载后样品的脱硫活性明显好于煤质炭。当空速为4600/h时,300℃焙烧1h的椰壳炭负载纳米ZnO样品的穿透时间可高达48min。炭表面纳米ZnO晶粒尺寸是影响H2S脱除性能的主要因素。     

苏皖地区凹凸棒石黏土的特征和应用发展方向EI北大核心CSCD

阐明了凹凸棒石晶体生长方式、不同类型的凹凸棒石黏土矿石微结构特征及其与生长方式之间的内在联系,凹凸棒石矿物学特性及其与晶体结构、晶体形貌的联系,凹凸棒石吸附性能、胶体性能的本质、凹凸棒石酸活化反应机制及其效应,凹凸棒石中不同类型的水脱除温度及其与晶体结构、形貌、比表面积、表面酸碱性质演变的关系。简述了凹凸棒石解聚分散、提纯纳米复合材料制备和应用研究进展,富白云石凹凸棒石黏土加工和应用研究进展。指明了苏皖地区不同类型凹凸棒石黏土矿石加工应用发展方向。