污泥基生物炭负载纳米零价铁去除Cr(Ⅵ)的性能与机制

针对电镀、冶金、印染等行业产生的含铬废水所导致的环境污染难题,以城市污泥热解获得的污泥基生物炭(SB)为载体,制备了污泥基生物炭负载纳米零价铁(nZVI-SB)材料用于去除水中的Cr(Ⅵ),探究了铁炭质量比、初始pH值、投加量、温度等因素对去除Cr(Ⅵ)的影响。通过SEM-EDS、XRD和XPS等手段对n ZVI-SB去除Cr(Ⅵ)的机制进行分析。结果表明：n ZVI-SB对Cr(Ⅵ)废水具有较好的去除能力。在投加量0.5 g/L、初始pH=2、温度40℃条件下,Fe与SB质量比为1∶1的nZVI-SB(1∶1)对Cr(Ⅵ)吸附量最大为150.60 mg/g。Cr(Ⅵ)去除过程可通过Langmuir吸附等温式与准二级动力学方程进行拟合。nZVI-SB对Cr(Ⅵ)去除机制主要包括吸附、还原和共沉淀。本文表明污泥基生物炭与纳米零价铁可以协同发挥除Cr(Ⅵ)作用。     

介孔SiO_2/膨胀石墨复合材料的直接合成及其对染料的吸附性能

采用简单的一步水热合成法,在含有模板剂、铝盐、膨胀石墨和硅源的水溶液中,利用铝盐水解后所产生的弱酸性环境,直接制备出介孔SiO_2/膨胀石墨复合材料,考察了铝盐的添加量对所得复合材料结构和性能的影响。采用XRD、N_2吸附和SEM对介孔SiO_2/膨胀石墨复合材料的结构和形貌进行了表征。以亚甲基蓝为目标污染物分子,系统评价了复合材料的吸附性能。结果表明,合成时铝盐的添加量在很大范围内变化(r_(Al/Si)=0.25~2.0,体系pH值为3.1~2.3)均可获得具有较大比表面积和孔体积的介孔SiO_2/膨胀石墨复合材料,且介孔SiO_2以多层膜的形式生长在膨胀石墨碳层上;当r_(Al/Si)=0.25、0.5、1.0时,复合材料孔道有序规整;当rAl/Si=1.0、2.0时,复合材料中介孔孔道规整性下降。介孔SiO_2/膨胀石墨复合材料吸附亚甲基蓝的饱和吸附量在52~55mg·g~(-1)左右,吸附行为主要符合Langmuir方程和伪二级动力学模型。     

碳热还原法制备的碳载零价铁对水中U(VI)的去除研究

随着核电的发展, 放射性污染物流入环境, 污染水土资源。纳米零价铁(nZVI)材料因还原性强、去除效率高等优势, 被广泛应用于水资源污染修复。本研究以海藻酸钠(SA)为碳源, 采用一步碳热还原法制备碳载零价铁(Fe-CB)材料, 并将其用于水溶液中放射性核素U(Ⅵ)的去除。采用微观光谱和宏观实验研究Fe-CB对U(Ⅵ)的吸附性能和作用机理。研究发现Fe-CB具有丰富的官能团(如-OH和-COOH)及较高的比表面积, 弥补了纳米零价铁(nZVI)分散性差和去除效果低的不足。在298 K时, Fe-CB对U(Ⅵ)的吸附去除在3 h内达到平衡, 最大吸附量为77.3 mg·g ^-1, 是能够自发进行的化学吸附。X射线光电子能谱分析仪(XPS)分析发现Fe-CB对U(Ⅵ)的去除主要是通过吸附和还原的协同作用来实现的, 吸附过程是U(Ⅵ)与Fe-CB发生表面络合, 还原过程是通过零价铁的还原性将U(Ⅵ)还原成U(Ⅳ)。研究结果表明Fe-CB材料可作为优良的吸附剂, 在环境污染治理领域具有良好的应用前景。     

磁性膨胀石墨的制备及对油的吸附分离与再生

以硝酸钴和硝酸铁为主要原料,采用化学共沉淀法制备CoFe2O4纳米磁性微粒,然后将其与膨胀石墨复合制得CoFe2O4载量不同的磁性膨胀石墨。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、震动样品磁强计(VSM)、扫描电镜(SEM)对CoFe2O4纳米磁性微粒和磁性膨胀石墨进行了表征。并研究了CoFe2O4载量不同的磁性膨胀石墨对不同油类的饱和吸油量、对水和油的竞争吸附比、不同吸附时间和环境温度对饱和吸油量的影响、磁分离回收及离心法再生吸附后的磁性膨胀石墨。结果表明,合成的CoFe2O4结晶度高,晶粒度约为13nm。CoFe2O4载量越低、油品粘度越高,磁性膨胀石墨的饱和吸油量越大;油品粘度越大,油、水竞争吸附时水含量越低;磁性膨胀石墨10s即可达到饱和吸油量的80%,90s后达到饱和吸附;CoFe2O4载量为35%时,磁回收率为99.2%,且再生离心转速为3000r/min时再生吸油量达到较大值。     

污泥基生物炭负载纳米零价铁去除Cr(VI)的性能与机制

为提高膨润土的吸附容量,通过交联反应将聚乙烯亚胺(PEI)引入3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性膨润土(APTES/Bent)表面制备得到PEI交联膨润土(PEI-APTES/Bent-4),并采用FTIR、XRD和SEM等手段对其进行表征分析。以水中Cr(Ⅵ)为吸附对象,考察了PEI-APTES/Bent-4的吸附性能,探究了吸附机制和回收利用性。结果表明：PEI成功接枝于膨润土表面,其丰富的活性基团极大地促进了六价铬的去除。吸附最佳pH为2,随pH值增加吸附量降低。PEI-APTES/Bent-4对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温模型和拟二级动力学模型,吸附过程为化学吸附和单层吸附,在313 K时最大理论吸附量达137.50 mg·g⁻¹。热力学研究表明该吸附为自发吸热过程。结合吸附实验、FTIR和XPS分析推测得出PEI-APTES/Bent-4对Cr(Ⅵ)的吸附机制主要为静电作用、还原和螯合。经6次循环后吸附剂仍保持较好的吸附性能。PEI-APTES/Bent-4去除水中Cr(Ⅵ)具有较大的应用前景。

     

壳聚糖负载纳米零价铁对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

采用液相还原法制备纳米零价铁,使用质量分数为1％的壳聚糖对纳米零价铁进行改性,制备壳聚糖负载纳米零价铁吸附剂.考察pH、温度、吸附剂用量、吸附时间对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响.再进行正交试验,探究吸附剂对Cr(Ⅵ)的最佳吸附条件.使用X射线衍射仪、扫描电镜、红外光谱对吸附剂进行表征.结果 表明:吸附Cr(Ⅵ)的最佳条件是...     

膨胀石墨负载纳米TiO2光催化剂的制备及对甲基橙溶液的吸附与光降解

以钛酸丁酯为钛源,膨胀石墨为载体,采用溶胶-凝胶法成功地制备了膨胀石墨(EG)负载TiO2光催化剂(TEG),采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积等分析技术对样品进行表征,以甲基橙为目标降解物,考察了热处理温度、负载次数、目标降解物浓度等不同条件下催化剂的光催化性能.结果表明,氧化钛以纳米颗粒的形式附着在膨胀石墨薄片表面,具有疏松多孔蠕虫状结构的膨胀石墨为氧化钛提供高浓度的三维降解环境,负载2次在500℃下经过3h热处理得到的催化剂在紫外光激发下对甲基橙溶液表现出较高的光催化活性.     

纳米石墨片/共聚物复合材料及其耐热、导电和气密性(英文)

通过原位乳化聚合制备了不同膨胀石墨含量(1%、2%、3%和4%质量分数)的聚丙烯腈-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物/膨胀石墨纳米复合材料。通过紫外-可见和傅里叶变换红外光谱验证了共聚物及纳米复合材料结构的形成。用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜研究了膨胀石墨在聚合物基体中的分散性及其形貌。用热重考察了复合材料的耐热稳定性,同时也考察了复合材料的电导特性及其阻抗随膨胀石墨含量的变化规律。研究表明,随着复合材料中石墨含量的增加,复合材料的氧气密性和热稳定性获得较大程度的改善。     

三元水滑石负载的硫化纳米零价铁对铀的高效去除与机理研究

纳米零价铁材料(NZVI)被广泛用于环境中放射性核素U(VI)的去除,但是单纯的NZVI存在稳定性差、去除效果差等不足。本研究结合表面钝化技术与负载技术制备得到Ca-Mg-Al水滑石负载的硫化纳米零价铁材料(CMAL-SNZVI),并将其用于U(VI)的高效去除。结合宏观试验与光谱分析表征得到的结果表明, CMAL-SNZVI材料具有出色的理化性质与较高的活性,对水溶液中U(VI)的去除具有优良的效果,在2h内可以达到反应平衡,且最大吸附量可达175.7 mg·g–1。CMAL-SNZVI对U(VI)的去除主要是由吸附过程与氧化还原反应相结合的方式:吸附过程中U(VI)与材料中的CMAL基底、SNZVI的表层通过内层表面络合作用结合;还原过程中材料的NZVI内核将U(VI)还原成低毒难溶的U(IV)后去除。CMAL-SNZVI可为NZVI材料的改性方法提供新的研究方向,同时,CMAL-SNZVI在污染物去除方面表现优异,可以作为出色的环境修复材料。     

可膨胀石墨/三聚氰胺甲醛树脂核-壳结构粒子的合成与无卤阻燃的应用

通过在可膨胀石墨(EG)表面原位引发三聚氰胺甲醛树脂(MF)缩聚反应成功制备出一种新型核-壳结构阻燃粒子。红外光谱(FT-IR)及扫描电镜(SEM)分析表明,MF在EG表面形成了完善的包覆结构,有效提高了EG的阻燃性能。10%质量分数核-壳结构粒子的引入即能显著提高硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能并保持良好的力学性能和绝热性能;完善的MF包覆壳层对EG阻燃性能的提高、与基体界面的改善作用以及不利导热作用的有效屏蔽是该综合性能提高的主要原因。     

Pb2+离子印迹材料的制备及性能研究

以Pb2+作为模板,环氧氯丙烷作为交联剂,MWNTs-CO/PEI作为功能单体,制备Pb2+-IIP材料。采用红外光谱和TEM对产物进行了表征。探讨了初始浓度、溶液pH值、吸附剂质量对吸附容量的影响。通过静态吸附实验研究Pb2+-IIP和Pb2+-NIP材料吸附实验的影响因素。结果表明,当吸附溶液的pH=5.0,吸附剂质量为0.03g,Pb2+的初始质量浓度为45mg/L时,Pb2+-IIP的最大吸附量为37.50mg/g,是Pb2+-NIP的2.47倍,40min内即可达到吸附平衡,吸附速率较快,选择识别性好,重复使用率高。     

离子注入对钛酸铅膜结构的影响

我们用Sol-Gel法制备了非晶钛酸铅膜。研究了各种温度下离子注入对其结构的影响。发现注入温度较低时,铅在非晶钛酸铅膜中聚集并结晶;当注入温度较高时,离子注入阻碍晶态钛酸铅的形成而使膜中出现晶态铅和氧化铅。     

LiFePO_4锂离子电池容量的衰减机制

为探讨LiFePO4锂离子电池容量衰减、电池循环性能失效的原因,对LiFePO4锂离子电池进行循环性能测试,通过拆解电池,采用X射线衍射、扫描电子显微镜结构测试手段,对多次充、放电循环前后锂离子电池LiFePO4正极材料和石墨负极材料的物理性能进行表征。结果表明,石墨负极在200次循环后,衍射峰的位置略微右移,晶体粒径结构几乎没变化,但是LiFePO4正极材料的晶体结构却发生不可逆变化,晶粒从3.73 nm减小到2.75 nm;在0.25 C倍率下循环200次,容量衰减11.6%;随着循环次数的增加,LiFePO4正极材料微观结构和晶粒度细化造成Li+传输阻力增大,是造成LiFePO4锂离子电池容量衰减的主要原因。     

光学元件离子束修形去除效率分析

离子束修形(IBF)技术成为光学零件获得超高面形必不可少的加工工艺.修形过程中采用光阑获取小的束径、稳定的去除函数是获得超高面形精度的前提.不同材料和工艺参数等不同条件下获得的去除函数都不相同,每次修形前都要重新测量去除函数.研究了不同入射能下、不同靶距下以及有无光阑时去除函数的变化.发现在离子光学系统几何参数一定的条件下,离子束去除函数的效率变化与入射能量、离子体浓度引起的离子鞘形状、束散角、温度、靶距、净加速电压与总加速电压之比的变化等因素都有关.当增大入射能量时,去除效率随之增加,但当入射能量大于一定值后就会出现随着入射能量增加而去除效率降低的"拐点"现象.有无光阑只改变去除效率的大小而不会改变"拐点"现象.因此不选用入射能量增大而去除效率减小的"拐点"之后的入射能量修形.     

空制剂中金属离子对多元醇热法制备纳米银线的影响

以含有不同金属离子的Cl盐晶体为控制剂,采用多元醇热法制备高性能的银纳米线,通过SEM、TEM、SAED和XRD对不同条件下的Ag产物形貌和结构进行比较,研究了控制剂中不同金属离子对AgNWs一维生长均匀性和纯度的影响,结果表明,在含Fe卦控制剂Fecl3·6H2O0作用下,且浓度相同,反应时间为40min即可制得高纯度高长径比的AgNWs,说明强还原性金属离子对制备高性能银纳米线有优化促进作用,从而提高AzNWs的合成效率。     

高活性锆钛酸铅压电陶瓷粉体的合成及其烧结性能研究

以Pb3O4、ZrO2和TiO2为原料,采用冲击波加载技术合成锆钛酸铅Pb(Zr0.95Ti0.05)O3粉体,并对粉体活性和烧结特性进行XRD和SEM表征,研究结果表明,利用冲击波的高温高压作用可以合成单一钙钛矿相锆钛酸铅粉体,合成粉体产生了细化并存在一定程度的晶格畸变,有利于增强粉体活性,促进了低温活化烧结,也显著地改善了陶瓷的烧结性能,在常压下1200℃烧结150min得到了密度达到7.83g/cm3的锆钛酸铅95/5陶瓷体,比传统固相法制备的粉体烧结温度降低了100℃左右,且得到的陶瓷体晶粒形状、大小均匀。     

闪烁晶体PbWO4的研究现状

综述新型闪烁晶体ＰｂＷＯ４的研究现状，着重评价其中的不同发光表现，透射光说和抗辐照损伤的个体差异，晶体结构和组分挥等，同时剖析了颇具代表性的几种绿光机的机制。     

铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响及其在复合磷酸盐磷酸镁水泥中的稳定性。实验结果表明,复合磷酸盐磷酸镁水泥抗压强度随着铅离子掺量的增加而降低,其中硝酸铅掺量达到10%时,复合磷酸盐磷酸镁水泥的各个龄期的抗压强度发生明显下降。铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥凝结时间没有明显影响。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化过程中,铅离子对水泥体系的pH值影响不大,但能够造成水泥水化放热峰出现的时间延迟,水化放热的总量减少并影响主要水化产物的结晶程度。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化反应后期,当硝酸铅掺量达到10%以上时,在水化产物中出现了较为明显的Pb2P2O7的衍射峰。复合磷酸盐磷酸镁水泥固化铅离子的浸出毒性试验结果(43μg/L)远低于国家标准要求(5mg/L)。