类沸石咪唑酯骨架ZIF-L/PVA复合薄膜的制备与性能

类沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)因具有独特的结构和功能,使得利用ZIFs增强改性高分子材料的性能,制备新型功能复合材料,日益受到人们的重视。为研究ZIFs对聚乙烯醇(PVA)的增强改性作用,本研究以类沸石咪唑酯骨架ZIF-L为增强剂,采用溶液流延法制备了系列类沸石咪唑酯骨架ZIF-L/PVA复合薄膜,并对复合薄膜的结构、光学性能、力学性能、颜色、阻隔性能及热稳定性进行了表征。结果表明：ZIF-L的加入增强了复合薄膜的抗紫外性能;随着ZIF-L含量的增加,复合薄膜拉伸强度先增大后降低,水蒸气透过率及最大热分解温度先降低后升高,氧气透过量逐渐增大。当ZIF-L的质量分数为1wt%时,拉伸强度可提高约15%,水蒸气透过率降低1.8%,ZIF-L对PVA具有明显的增强作用,复合薄膜的综合性能较好;当ZIF-L的质量分数大于5wt%时,复合薄膜的最大热分解温度开始升高,最高可达297.84℃。制备的ZIF-L增强改性PVA复合材料为新型功能性包装复合薄膜的开发应用提供了有益借鉴。     

沸石咪唑酯骨架结构材料在超级电容器中的应用研究

超级电容器作为一种新型的储能器件,近年来引起了人们的高度关注。沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)作为金属骨架结构材料(MOFs)中的一种,具有无机沸石高稳定性与MOFs高孔隙率等特点。主要介绍了近5年来ZIFs材料及其复合材料在超级电容器中的应用及发展。     

基于多孔碳材料对重金属离子吸附性能的研究进展

重金属污染给生态环境及人类健康带来极大危害,是最重要的世界环境问题之一。多孔碳材料对重金属离子具有较好的吸附能力,可用于重金属污水的处理。本文综述了废弃生物质制备碳吸附剂以及掺杂型和聚合物基多孔碳作为新型炭材料,在重金属废水处理中的研究进展,并阐述了其吸附机理以及发展潜力。掺杂型和聚合物基多孔碳材料作为吸附剂的后起之秀,在废水处理中具有较好的发展潜力,因此,开发环境友好、低成本、高效的新型碳材料吸附剂对治理重金属污染具有重要意义。     

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...     

沸石咪唑酯骨架材料-8的合成及其膜的制备研究进展

ZIF-8作为一种典型的沸石咪唑酯骨架材料,在气体储存、吸附/分离、催化和传感领域内有着广泛的应用。综述了ZIF-8的合成方法,如溶剂热法、微波合成、室温合成、微流控合成。阐述了各种合成方法的特点;分析了室温合成ZIF-8的策略;强调了微流控技术在连续、快速和可控制备ZIF-8方面的潜力。同时也简要综述了ZIF-8薄膜的制备方法,包括直接合成、二次生长法、表面功能化、特殊播种法以及逆扩散法。     

稀土金属有机骨架材料对染料的吸附性能研究

以均苯三甲酸和六水合硝酸钇(Ⅲ)为原料,合成了一种稀土金属有机骨架材料Y(BTC)(H2O)(Y-BTC)。通过XRD对材料的物相进行表征,并采用紫外可见分光光度计研究了刚果红的初始浓度、吸附作用时间、溶液pH、背景离子和Y(BTC)(H2O)活化等因素对其吸附性能的影响。结果表明,Y(BTC)(H2O)对刚果红的吸附量随着刚果红初始浓度的增加而逐渐增大,并且酸性溶液和活化有利于Y(BTC)(H2O)对刚果红的吸附。K+、Na+、Li+3种背景离子的存在不利于Y(BTC)(H2O)对刚果红溶液的吸附,这是由于它们会与刚果红抢占Y(BTC)(H2O)上的吸附位点,并占据Y(BTC)(H2O)孔道而减少Y(BTC)(H2O)与刚果红的接触机会。Y(BTC)(H2O)对刚果红的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型。     

原位组装沸石咪唑酯骨架对纸基ZnO纳米棒阵列光电性能的影响

性能卓越的光电极材料的设计制备对光电化学(PEC)技术的发展与应用至关重要。近年来,纸基光敏材料以其比表面积大、环境友好且成本低的优点被广泛研究。其中,作为一种高光电活性、高电子迁移率、无毒的光电极材料,纸基ZnO纳米棒被认为具有广阔的应用前景。然而,高载流子复合率及光腐蚀现象严重制约其光电性能的进一步提升。为降低光生载流子复合率并抑制光腐蚀,采用水热法在纸基ZnO表面原位组装沸石咪唑酯骨架材料-8 (ZIF-8),制备纸基一维ZnO/ZIF-8纳米棒阵列光电极。结果显示：ZIF-8均匀、致密分布在纸基ZnO表面,二者界面处无缝结合,利于促进界面电荷传输。同时,原位组装ZIF-8过程中,聚集大量氧空位的ZnO表面被刻蚀并转化为ZIF-8,利于抑制光腐蚀。此外,ZnO与ZIF-8能级匹配,二者结合形成异质结,可实现光生电子与空穴的双向传输,从而有效促进光生载流子分离。与纯ZnO纳米棒相比,纸基ZnO/ZIF-8复合材料展现出更高的光生载流子分离与传输效率、更大的光电流密度及更好的光稳定性。     

金属有机骨架材料对生物燃料的吸附和纯化性能研究

金属有机骨架(MOFs)材料由于具有表面积大、结构多样性、永久孔隙率高和热稳定性高等优点,广泛应用于存储、分离和催化等领域。生物燃料是对环境无害且呈碳中性的一类新型可再生能源。主要介绍了研究MOFs吸附与分离性能的理论方法,综述了有关MOFs在生物燃料吸附与分离性能领域的实验和理论方面的最新进展,分析了提高吸附和纯化性能的方法和途径。最后讨论了MOFs在生物燃料领域未来的研究方向和发展前景。     

活性炭孔隙结构对重金属离子吸附性能的影响

对活性炭进行孔结构调控,系统地对Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的吸附特性进行研究,考察活性炭孔隙结构对吸附的影响。采用模板法制备出平均孔径2.23~3.37nm、中孔率45.1%~91.9%的中孔活性炭,制得的中孔活性炭可几孔径范围与这3种重金属水合离子直径相匹配。将中孔活性炭用于水溶液中Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的静态吸附,考察了pH值、温度、时间等吸附工艺条件的影响。研究发现,对吸附Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)适宜的pH值分别为3.0、6.0、6.0,吸附是一个吸热过程。吸附过程符合拟二级动力学模型。活性炭中孔率的增大有利于提高对Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附效果,表明对具有较大尺寸的重金属离子吸附过程中活性炭中孔所起的重要作用。     

粉煤灰对水中铅镉的吸附特性和机理研究

通过对粉煤灰样品进行表征,探索了其与铅、镉吸附相关的形态和物化特性,并进行了水中铅、镉的静态吸附实验,通过用Langmuir、Freundlich和Tenkin方程对吸附等温线进行建模,分析了铅、镉的吸附平衡性质,且进行了吸附动力学研究以描述其吸附过程,研究了潜在的吸附速率控制步骤和吸附机理.结果表明,粉煤灰样品中未燃炭的含量对铅、镉的吸附有着一定影响,而粉煤灰表面环状硅酸盐中的Al—O/Si—O或Si—O—Si/Si—O—Al官能团对铅、镉的吸附起主要作用.Langmuir等温线方程拟合结果最佳,说明粉煤灰表面结构均匀,对水溶液中铅、镉的吸附既有物理吸附,又有化学吸附,属于单分子层吸附.在25℃条件下,粉煤灰对水中铅、镉的最大吸附量分别为69.9301 mg/g和36.9040 mg/g.相较而言,准二级动力学模型能够更准确地描述吸附过程,说明化学吸附是影响铅、镉在粉煤灰上吸附速率的控制步骤.     

ZIF-8@PAN纳米纤维膜基多孔碳材料的制备及对镉离子的吸附性能

主要将通过磁控溅射技术制备所得的氧化锌@聚丙烯腈(ZnO@PAN)静电纺丝纳米纤维膜材料,利用溶剂热反应合成金属有机框架材料ZIF-8@聚丙烯腈(ZIF-8@PAN)纳米纤维膜材料,后经过900℃高温煅烧工序制备ZIF-8@PAN纳米纤维膜基多孔碳材料,并将其应用于水体中重金属离子镉的吸附。X射线衍射、红外光谱、扫描电镜分析表征结果表明,ZIF-8成功地在PAN纳米纤维膜上原位生长,经过高温煅烧,ZIF-8的结构并未明显改变。ZIF-8@PAN纳米纤维膜基多孔碳材料在水溶液中对镉离子具有良好的吸附效果。探究证明,吸附过程中,在溶液为中性条件下,且水浴加热35℃时,镉离子吸附效果最好,吸附效率最高可达到88%左右。     

PEI二硫代氨基甲酸盐交联材料的制备及吸附镉、铜、铅离子

聚乙烯亚胺(PEI)与戊二醛缩合发生交联,缩合形成的CN(碳氮双键)用硼氢化钠还原,最后再跟二硫化碳反应,形成PEI接枝二硫代氨基甲酸盐的交联高分子重金属离子吸附材料。考察该高分子材料吸附镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)重金属离子;对其作用机理进行了初步探究。实验证明,随着pH值和重金属离子的浓度的增加,高分子材料对重金属离子Cd2+、Cu2+、Pb2+的吸附容量均呈现先快速增加然后趋缓的趋势,对镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)的吸附容量分别达到205.99,215.02和451.79mg/g。     

含氮功能炭材料CCPEI的合成及其对重金属离子吸附

以聚乙烯亚胺(PEI)为原料,通过环氧氯丙烷(ECH)化学交联改性的方法制备了网络状交联聚乙烯亚胺(CPEI),然后在氮气氛围中,经一定条件炭化制得了含有丰富含氮功能基团的新型吸附材料(CCPEI)。通过氮吸附等温线分析了样品的孔结构,通过FT-IR表征比较PEI、CPEI以及CCPEI的官能团,并通过SEM观察CCPEI的表面形貌。结果表明,CCPEI保留了大量的胺基活性基团,并经过炭化形成一部分表面微孔结构。初步探索了CCPEI对不同金属离子的吸附性能,结果表明,CCPEI对Cu2+、Pd2+、Al 3+、Ce3+、La3+均具有较大的吸附容量,分别达到63.776,83.007,20.7113,37.506和14.148mg/g;采用静态法研究了CCPEI对Cu2+的结合特性以及温度、pH值等对吸附的影响。     

马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对重金属离子吸附特性的研究

探索了马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对Ni 2+、Co2+、Zn2+和Cu2+的二元混合溶液的平衡吸附,并对吸附机理进行了初步研究。结果表明:树脂在二元混合溶液中对Cu2+具有较好的选择性吸附能力。当树脂投放量为0.1g、金属离子初始浓度为100mg/L时,马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对Cu2+的吸附容量可达78.27mg/g。该高吸水树脂对重金属离子的静态吸附过程符合准二级动力学方程,且与高吸水树脂表面的物理吸附有关。     

活化ATP对重金属离子Cr~(6+)的吸附动力学性能研究

天然纳米矿物凹凸棒石(ATP)通过碱焙烧、酸水热及微波活化手段可增大比表面积并改变其表面电荷,从而提高吸附能力。研究了活化ATP表面变化及对水体中重金属离子Cr~(6+)的吸附效果影响,并对吸附动力学性能进行讨论。研究结果表明,碱焙烧、酸水热和微波活化改变了ATP表面官能团、Zeta电位和比表面积。NR-ATP的最佳吸附条件为:Cr~(6+)初始浓度为20mg/L,pH=6.5,温度在25℃、吸附时间为24h;活化ATP对Cr~(6+)的吸附动力学符合准二级动力学方程,且ATP、NR-ATP和HM-ATP中内扩散不是控制吸附过程的唯一步骤。     

镉离子印迹硅胶材料的制备、表征及其吸附性能研究

采用表面接枝印迹技术,以Cd2+作为模板离子,二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷为功能分子,硅胶为支撑物,环氧氯丙烷为交联剂,在硅胶表面制备了一种新型的Cd2+离子印迹硅胶材料,并利用平衡吸附法研究了印迹材料的吸附性能和选择识别能力。结果表明,最大吸附量为30.8mg/g,20min即可达到吸附平衡;当pH值在4～8范围内,印迹材料保持了较好的吸附容量;印迹材料对Cd2+离子具有较强的选择性识别能力,重复使用性能稳定。     

氨基酸改性壳聚糖基金属离子吸附材料的制备和性能

以壳聚糖(CS)为基体、以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)为缩合剂、N-羟基-丁二酰亚胺(NHS)为偶联剂,将L-精氨酸固载到CS大分子上,L-精氨酸接枝壳聚糖CS-L-Arginine(CA),通过单因素实验优化接枝工艺,制备出一种天然高分子基重金属螯合材料。应用元素分析、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(RAM)和X-射线衍射(XRD)等手段表征了产物的结构组成,研究了接枝机理。用坂口反应并结合凯氏定氮法测定了产物的接枝率GR。结果表明,当反应物物质的量比为n CS:n Arg:n EDC=1:1:1、n EDC:n NHS=3:1、反应时间12 h、体系的pH值=5时,接枝率(GR)可达16.85%。调整反应物的投入比,可制备出接枝率不同的接枝产物。吸附实验结果表明,与CS相比,CA(GR=16.85%)使高浓度溶液中的Cu~(2+)、Ni~(2+)离子的去除率显著提高,CA的抗菌性比CS也显著增强,GR为16.85%的CA几乎完全抑制了大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。     

PAAS高吸水树脂对重金属离子盐溶液的吸液及吸附性能

用聚丙烯酸高吸水树脂(PAAS)研究了单一和混合重金属离子硝酸盐溶液中的吸液和吸附性能.在Pb2 、Ni2 、Cd2 、Zn2 、Mn2 和Cu2 的一、二元溶液中,PAAS的吸液倍率随时间延长而增加,约50min达吸液平衡,一元金属离子溶液中平衡吸液倍率为160～190g/g,而对Cr3 溶液,最大为120g/g;二元金属离子混合溶液中平衡吸液倍率都在150～180g/g之间,有Cr3 存在时平衡吸液倍率最小.对上述单一金属离子的吸附量随时间延长而增加,约180min达吸附平衡,平衡吸附量顺序为:Pb2 ＞Cd2 ＞Ni2 ＞Cu2 ＞Zn2 ＞Mn2 ＞Cr3 .对二元混合金属离子溶液,吸附量随时间增加而增加,30min后逐渐变慢,约70min后达吸附平衡.