废米糠制备炭纳米颗粒及其对金属离子的光学传感性能（英文）

以废米糠为原料,浓硫酸为脱水剂,通过炭化法制备出炭纳米颗粒(CNPs),探讨CNPs荧光发射特征、金属离子的淬灭效应以及作为Sn(II)离子传感材料应用。CNPs产率最佳条件为:硫酸浓度12 mol/L、加热温度120℃及恒温时间30 min。样品在水中强蓝光的最大发射波为439 nm。通过加入金属离子,使金属离子与CNPs表面间形成复合物而淬灭荧光。Sn(II)离子对CNPs荧光具有显著的淬灭效应。Sn(II)离子浓度对淬灭效应符合Stern-Volmer线性关系,Sn(II)离子为6.13 mmol/L。Sn(II)离子的检测限为18.7μmol/L。     

稻壳基活性炭的热处理改性及其电化学性能（英文）

稻壳基活性炭是一种具有多级孔道结构的电极材料,可以用于水系或有机电解液体系超级电容器,具有优良的比电容和功率特性。然而稻壳基活性炭用于超级电容器会出现严重的自放电问题。本文提出了一种简单的热处理稻壳基活性炭的改性方法,能够提高活性炭电极材料的电容值,并降低其自放电速率。在保持原有的多级孔结构基础上,增加了活性炭的介孔比例,减少了表面含氧官能团。改性前后的稻壳基活性炭材料组装的双电层超级电容器在0.5 A g~(-1)的电流密度下,质量比电容分别为116 F g~(-1)和147 F g~(-1),24 h自放电电压保持分别为75.2%和84.5%;在1.0 A g~(-1)条件下10 000圈恒流充放电循环后,电容保持率分别为85%和92%。     

Nafion改性多级孔径石墨烯气凝胶制备与性能研究（英文）

通过溶胶–凝胶法制备了孔径小于1μm的多级孔径新型石墨烯气凝胶。制备过程中,首先通过Nafion对氧化石墨烯(GO)表面进行化学修饰,并利用乙二胺还原制备石墨烯水凝胶,最终通过冷冻干燥形成石墨烯气凝胶。实验发现Nafion可以有效减少制备过程中氧化石墨烯的团聚,使石墨烯气凝胶形成多级孔径形貌。所得石墨烯气凝胶的孔径可控制在1μm以内,远小于传统石墨烯气凝胶材料的孔径(20~100μm)。这种具有独特结构的石墨烯气凝胶表现出优异的性能,例如高比表面积,高孔隙率,其电化学电容性能相对传统气凝胶提高了约40%。     

新型壳聚糖交联改性物的制备及其性能研究

先将壳聚糖(CTS)与甲酰氯经过酰氯化反应后,其产物再与戊二醛发生交联反应,得到具有较好吸附性能的交联壳聚糖(CCTS)。研究结果表明:CTS与戊二醛的质量配合比为1∶1,反应温度为65℃,pH为5.0,反应时间为3h的条件下,制得的CCTS的交联度最高可达87.35%,在中性废水中对铅离子(Pb~(2+))的吸附量最大达到1.92mg/L。     

石墨炔制备与发光性能（英文）

采用交叉偶联反应制备出石墨炔。微结构结果表明,所制样品含有诸多富氧官能团,O/C原子比约为0. 174 1,厚度约为1μm。研究了石墨炔样品的光致发光特性,发现石墨炔在397 nm处显示出强的紫外(UV)光致发光,并且在280 nm处具有光吸收。其发光是因石墨炔中富氧官能团诱导电荷转移所致。石墨炔作为新型的人工合成碳同素异形体,将在光致发光方面具有潜在的应用。     

纳米网状结构钛酸锶钡的制备及其催化性能研究（英文）

采用溶胶–凝胶法在不同pH值条件下制备了纳米钛酸锶钡(BST)粉体。在pH值为4和2.4条件下合成的BST粉体都是单相并结晶良好。透射电镜结果显示,BST纳米粉体颗粒尺寸大约为100nm,当pH值为4时BST纳米颗粒开始通过相互连接形成纳米网状结构。经光催化降解罗丹明B研究发现,在pH值为4条件下制备的纳米BST粉体表现出更高的光催化活性。这可能是因为在pH值为4时纳米网状结构的BST形成提高了光生载流子的迁移率,从而提高了纳米BST在有机物降解过程中光催化效率。     

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。     

木质素酚醛树脂基泡沫炭的制备及其油水分离性能（英文）

采用绿色处理过程从草本植物中提取14 wt%木质素,以该木质素取代25%苯酚制备酚醛树脂,并以木质素酚醛树脂为碳源、聚氨酯泡沫为模板制备泡沫炭,并研究其油水分离性能。结果表明,所得泡沫炭具有开放大孔、低密度、疏水亲油的性能,并对有机溶剂和油品展现出良好的吸附性能,其饱和吸附量可达其自身重量的12~41倍。泡沫炭吸附有机溶剂后可通过直接燃烧进行脱附,循环使用10次后,泡沫炭对植物油仍可保留83%的饱和吸附量。     

磁性分子筛催化剂的制备及其性能

以改性Fe3O4颗粒为核,采用溶胶-凝胶法在Fe3O4核表面包覆SiO2壳层,并在SiO2孔道内负载纳米TiO2颗粒,得到易于固-液分离、平均直径为90~150 nm的具有核壳结构的Fe3O4-TiO2-MCM-41光催化剂复合颗粒,采用透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等手段对样品进行表征,并对该催化剂的光催化性能进行测试。结果表明:所制备的磁性分子筛催化剂在紫外光下对苯酚的降解率达94.12%,对重金属离子Cr6+的吸附能达到95.05%。     

聚苯胺-炭微球复合材料的制备及其电化学性能（英文）

通过电化学沉积法制备得到聚苯胺/炭微球(PANI/CMS)复合电极材料,通过场发射扫描电子显微镜和红外光谱对PANI/CMS复合材料进行形貌和结构表征。并采用循环伏安、恒电流充放电、电化学阻抗谱及循环寿命测试等技术考察其电化学行为。结果表明:PANI均匀包覆于CMSs表面;在电流密度为1 A·g~(-1)时,复合材料的比电容达到206 F·g~(-1);PANI/CM S复合材料表现出优异的电化学稳定性。说明PANI/CMS复合材料有望作为电极材料用于超级电容器。     

盐酸酸洗水活化法一步制备磁性活性炭（英文）

以盐酸酸洗水为活化剂,玉米芯为为碳源,通过简单一步法制备出一种新型磁性活性炭。详细研究了该材料不同条件下甲基橙的吸附性能。结果表明,973 K活化1 h所得磁性活性炭具有较大的比表面积(784.76 m~2/g),298 K甲基橙的吸附量高达555.56 mg/g。此外,磁性活性炭含有赤铁矿和磁铁矿易于从染料废水中分离。     

聚乙烯亚胺改性磁性酵母复合材料去除铀(VI)的性能

为了高效便捷地处理放射性废水,制备了聚乙烯亚胺(PEI)改性磁性酵母(MY)复合生物材料(MY@SiO₂-PEI),并将其用于铀(VI)的去除。采用SEM、FTIR、Zeta电位及XPS对材料进行表征,运用Visual MINTEQ模拟不同条件下U(VI)形态分布,通过研究不同溶液pH、温度、反应时间、离子强度,阴离子(CO₃2?、PO₄3?)及不同U(VI)初始质量浓度等方面,考察不同因素对MY@SiO₂-PEI吸附U(VI)的性能影响,并对MY@SiO₂-PEI的循环利用能力进行研究。结果表明,MY@SiO₂-PEI对U(VI)的吸附表现出强pH依赖性,离子强度对吸附效果无显著干扰,说明反应主要受表面络合作用控制。FTIR、XPS及Zeta电位分析发现促使U(VI)吸附的主要因素是材料表面不同官能团(N=C、NH(NH₂)、C—N=C)与U(VI)的络合作用及静电吸引作用。MY@SiO₂-PEI最大吸附量可达173.99 mg/g,且吸附在20 min就可达到吸附平衡。准二级动力学和Langmuir等温方程能很好的拟合此吸附过程,且热力学表明吸附过程是自发吸热过程。MY@SiO₂-PEI材料的合成方法简便,去除效果好,再生性佳,是一种很有前途的环境污染治理中放射性核素的吸附剂。      

聚乙烯亚胺改性磁性酵母复合材料去除铀(Ⅵ)的性能

为了高效便捷地处理放射性废水,制备了聚乙烯亚胺(PEI)改性磁性酵母(MY)复合生物材料(MY@SiO2-PEI),并将其用于铀(Ⅵ)的去除.采用SEM、FTIR、Zeta电位及XPS对材料进行表征,运用Visual MINTEQ模拟不同条件下U(Ⅵ)形态分布,通过研究不同溶液pH、温度、反应时间、离子强度,阴离子(C...     

毛细管破裂法制备中间相炭微球及其电化学性能（英文）

基于沥青在熔融纺丝过程中的滴落行为和流变学理论,提出了一种新型高效的中间相炭微球(MCMB)制备方法—毛细管破裂法(DCB法)。本实验以中间相沥青为原料,采用DCB法考察了不同接收相(水或THF)对MCMB制备的影响规律,并系统研究了相应MCMB微观结构的演变规律。在此基础上,所制MCMB经750℃的KOH活化制备了A-MCMB,以及经2 800℃的石墨化制备了G-MCMB,并分别探究了它们作为超级电容器(EDLC)和锂离子电池(LIB)电极材料的电化学性能。结果表明：采用DCB方法所制备的水接收相的MCMB-W和THF接收相的MCMBT均呈现尺寸约1～2μm的球形结构特征。此外,A-MCMB-T具有高比表面积1 391 m² g^-1、微孔体积0.55 cm³ g^-1和中孔体积0.24 cm³ g^-1,作为EDLC的电极材料时,其比电容比MP衍生的炭材料提高了30%,且电容保持率也显著提升。同时,G-MCMB-T具有较高的石墨化度0.895和有序的层状结构...     

熔盐法制备氮掺杂多孔炭及其催化脱硫性能（英文）

采用熔融盐合成技术,以生物质葡萄糖和富氮三聚氰胺为前驱体,成功制备得到具有发达孔隙结构(BET表面积:1355 m~2/g)和极高氮掺杂量(20.73wt%)的氮掺杂多孔炭材料。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,多孔炭材料中的氮原子主要以吡咯及吡啶构型存在,这两种形态的氮原子有利于硫化氢的吸附及催化氧化。在常温、常压下,所制备氮掺杂多孔炭对硫化氢非金属催化转化为单质硫的脱除硫容高达1.10 g/g。该合成方法简便易行,有望实现氮掺杂多孔炭材料的批量和廉价制备,合成的氮掺杂多孔炭在污染物控制领域应用潜能巨大。     

熔盐法制备纳米多面体结构氧化铜及其催化性能研究（英文）

在不添加任何表面活性剂及模板剂的情况下用熔盐法制备出纳米氧化铜颗粒,用扫描电子显微镜观察发现制备的纳米氧化铜呈现多面体结构,且氧化铜晶粒大小可通过控制合成过程的煅烧温度来控制,煅烧温度越高则晶粒越大。在H2O2作用下进行了纳米多面体结构氧化铜催化降解罗丹明B的研究。研究结果表明:与商用纳米氧化铜相比,该实验制备的纳米氧化铜尽管具有更低的比表面积,但是其催化性能得到显著的提升。这可能是因为纳米多面体氧化铜的高结晶度及特定指数晶面的暴露所构成的协同作用大幅度提高了其催化性能。     

改性氧化石墨烯包覆的双增强相变复合填料的制备及其导热性能（英文）

采用乳液混合法制备了改性氧化石墨烯(m-GO)包覆的核壳相变复合填料(P@m-GO),并填充于硅橡胶(SIR)基体中得到导热界面材料(P@m-GO/SIR)。主要研究了填料添加量对界面材料热性能和力学性能的影响。结果表明,双增强相变复合填料可以保证界面材料柔顺性,得到的界面材料P@m-GO/SIR具有较高的热导率和潜热值。当添加60 wt.%P@m-GO时,界面材料P@m-GO/SIR的热导率相较纯硅橡胶提高了11倍,为1.248 W·m~(-1)·K~(-1),潜热值可达87.7 J·g~(-1)。同时,界面材料的压缩弹性模量仅为1.01 MPa。     

GO/MOF复合材料的制备及其吸附苯和乙醇性能（英文）

采用溶剂热法制备了金属有机骨架-氧化石墨烯(MOF/GO)复合材料,通过氮吸附/脱附、红外光谱对其比表面积和孔结构、表面官能团进行了表征,考察了其吸附苯和乙醇的性能。结果表明,当氧化石墨烯的添加量为5.25 wt%时,复合材料的比表面积和孔容最大。该材料对苯和乙醇有很高的吸附容量,其最大吸附容量可分别达到72和77 cm~3/g。MOF-5/GO复合材料吸附挥发性有机物(VOCs)的容量不仅受孔结构的影响,其表面特性也对吸附性能有重要作用。氧化石墨烯含量为3.5 wt%的GO/MOF复合材料对乙醇的吸附容量显著增强是由于其含有大量的含氧官能团。     

铕离子掺杂氧氮玻璃陶瓷的制备及其发光性能（英文）

制备了铕离子掺杂氧氮玻璃陶瓷,研究了该玻璃陶瓷的发光性能。X射线衍射结果表明玻璃基质中析出了CaAl2Si2O8,Ca2Al2SiO7和Y20Si12O48N4等晶体。随着Si3N4成分的增加或热处理的进行,玻璃陶瓷中一些Eu3+离子被还原成Eu2+离子。我们认为Eu3+被还原为Eu2+主要源自于6Eu3++2N3-→6Eu2++N2↑氧化还原反应,或者源自于析出的CaAl2Si2O8和Ca2Al2SiO7晶相中Eu3+对Ca2+的取代。玻璃陶瓷除了产生类似于玻璃中三价Eu3+离子f-f跃迁的橘红色发光外,还出现了源自于d-f跃迁的Eu2+离子超宽带蓝绿色发光。因此,玻璃陶瓷中Eu3+离子的橘红色发光和Eu2+离子的蓝绿色发光混合产生了白色发光,具有更高的发光强度和白光显色指数,在LED照明领域展示出很好的潜在应用前景。     

苯甲酸钠改性石墨作为锂离子电池负极材料的性能（英文）

将不同浓度的苯甲酸钠改性的石墨电极作为锂离子电池的负极备用材料,并使用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等电化学方法表征电池的性能。结果表明,与初始的石墨电极相比,被改性后的石墨电极表现出更好的循环效率和稳定性,且在0.5C条件下,首次的充放电比容量分别为293.9mAh/g和326.4mAh/g。主要原因是改性后的石墨电极的表面形成的SEI膜能有效抑制石墨材料的膨胀,并且更有利于锂离子的迁移。同时,采用量子化学方法计算了溶剂分子和苯甲酸钠的最低空轨道和最高占据轨道能量值。结合电化学表征和量子计算结果,苯甲酸钠改性石墨电极的最佳浓度为1.0%。此外,还研究了最佳浓度改性石墨电极的高温性能。