草酸铜煅烧法制备多孔氧化铜及Cr(Ⅵ)吸附性能

制备多孔结构是提高材料对重金属离子吸附能力的一种有效方法.利用沉淀法制备了不同形貌的草酸铜粒子,再将草酸铜粒子在400℃煅烧,得到了具有优异吸附能力的CuO多孔微球.研究了Cu2和C2 O2-的摩尔比和反应温度对草酸铜以及煅烧后得到的CuO的物相、形貌和粒径的影响.对比分析了草酸铜和CuO多孔微球对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能.由空心的草酸铜煅烧得到的CuO多孔微球对Cr(Ⅵ)离子表现出优异的吸附能力.最后分析了CuO多孔微球对Cr(Ⅵ)离子吸附的动力学和平衡吸附规律.     

磁性介孔γ-Fe_2O_3制备及其处理含Cr(Ⅵ)废水的应用

以价格低廉的葡萄糖为模板剂,合成了磁性介孔γ-Fe2O3,其比表面积为99.97 m2/g,平均孔容为0.25cm3/g,孔径为33 nm。采用批量平衡试验,研究了300 K下介孔γ-Fe2O3对Cr(Ⅵ)的吸附特性和介孔γ-Fe2O3的再生及Cr(Ⅵ)的回收。试验结果表明:pH为3.5时,介孔γ-Fe2O3对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量达到44.56 mg/g。Freundlich方程比Langmuir方程更好地描述了介孔γ-Fe2O3吸附Cr(Ⅵ)的行为,表明此吸附是多分子层物理吸附。300 K下,用0.01 mol/L的NaOH处理吸附有Cr(Ⅵ)的介孔γ-Fe2O3,可以实现介孔γ-Fe2O3的很好再生。再生的γ-Fe2O3经过5次循环使用,仍具有很好的吸附能力。     

TiO2/α-Fe2O3复合光催化剂的制备及表征

用溶胶-凝胶法在α-FeOOH上负载TiO2,经过煅烧制备了TiO2/α-Fe2O3光催化剂.用Brunauer-Emmett-Teller(BET)法测试氮吸附比表面积.用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、Fourier转换红外光谱等研究了不同煅烧温度制备的光催化剂物相组成和形貌特征.研究了不同煅烧温度制备的光催化剂对活性艳蓝X-BR染料的吸附和光催化性能.结果表明:与未负载TiO2的α-FeOOH相比,经过复合、350℃煅烧制备的TiO2/α-Fe2O3复合材料的比表面积有了显著增加,从35.4m2/g增加到167.7m2/g,但是,当温度高于450℃时,其比表面积又有所下降.随着煅烧温度的增加,其负载的TiO2晶型由锐钛矿转变为金红石型,粒径也逐渐增大.在煅烧温度为350℃时,TiO2/α-Fe2O3催化剂吸附和光催化性能最好,脱色率可达到85.19%.     

梭形β-FeOOH的控制合成

采用简单的溶剂热法控制合成了梭形纳米β-FeOOH.研究通过TEM、XRD和SAED等手段表明,丙酮和水的比例对于纳米粒子的物相具有重要影响,当丙酮与水的体积比高于9:14时,制备得到梭形的纳米β-FeOOH;反之则以棒、菱形形貌为主的α-Fe2O3.铁的前驱体浓度则对纳米粒子的大小及聚集状态产生重要影响,随着浓度的增加,β-FeOOH纳米粒子依次由小到大直至形成团聚体.通过控制反应条件,可以制备出长轴在170 nm～860 nm,短轴在50 nm～220 nm范围的可控大小的梭形、单晶结构纳米β-FeOOH.同时探讨了β-FeOOH的形成机理.     

纳米粒子α-FeOOH/α-Fe2O3样品的制备与表征

利用均相沉淀法、氨水滴定法以及添加表面活性剂的氨水滴定法制备出纳米α-FeOOH/α-Fe2O3粒子样品,采用TEM,XRD,FTIR等分析测试手段进行了表面形貌、结构、晶型和组成等的表征;同时,以纳米α-FeOOH/α-Fe2O3粒子为活性组份制备催化剂,利用微反-色谱联用活性评价技术,在常压、空速10 000 h-1和25~60℃温度范围内考察了纳米铁基催化剂对COS催化水解的活性. 结果表明:以上三种方法都能制备出粒径小于100 nm的粒子,但不同方法制备的粒子其形貌不同,且组成也不同,α-FeOOH与α-Fe2O3两种物质可单独存在或并存. 纳米铁基催化剂对COS水解在低温度、大空速下具有高的活性,且同时可以脱除H2S.     

核壳型多孔氧化硅制备过程中表面活性剂的浓度调控及作用机理

本文通过液晶模板法制备核壳型多孔二氧化硅,分析了多孔氧化硅在纳米颗粒表面的包覆特性.探究了表面活性剂与硅源的摩尔比(CTAB/TEOS)对多孔氧化硅壳层生长的影响,从实验上证实了多孔氧化硅壳层生长的最适摩尔浓度比随纳米颗粒尺寸的变化,并从表面活性剂与硅酸盐物种间的协同作用机制出发对此进行了阐释.利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),N2吸附脱附等分析方法,观察并分析了核壳多孔二氧化硅的形貌以及孔道结构.通过傅里叶变换红外光谱分析(FTIR),分析了多孔氧化硅的结构和组分.     

荔枝壳活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

以荔枝壳为原料,氢氧化钠为活化剂、微波加热,制备了荔枝壳活性炭。并以此活性炭为吸附剂吸附溶液中的Cr(Ⅵ),考察了初始Cr(Ⅵ)质量浓度、活性炭用量、pH、吸附时间、吸附温度对Cr(Ⅵ)的吸附量及去除率的影响。结果表明吸附Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件为:荔枝壳活性炭质量1.6 g/L、Cr(Ⅵ)初始质量浓度50 mg/L、pH=3、吸附θ为25℃、吸附t为240 min,在此工艺条件下,荔枝壳活性炭吸附剂对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附能力,对Cr(Ⅵ)吸附量可达30.25mg/g,Cr(Ⅵ)的去除率可达96.8%。吸附过程符合二级吸附动力学模型。热力学参数ΔG、ΔH、ΔS表明荔枝壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是自发、吸热过程。     

多孔空心柱状TiO_2制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附特性

以工业P25Ti O2为原料,采用水热法制备多孔空心柱状Ti O2,并对其进行结构、形貌表征。所得产物为多孔空心柱状结构,分散性较好,富含孔隙,比表面积为38.71 m2/g,平均孔直径为58.14 nm。以该Ti O2为吸附剂吸附处理含铬废水,结果表明:Ti O2对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性能,p H对Ti O2的吸附性能影响很大,在p H=2.15,Ti O2的质量浓度为2 g/L,Cr(Ⅵ)的质量浓度为10 mg/L时,Ti O2吸附率达84%。Ti O2吸附Cr(Ⅵ)后,使用碱液可将吸附的Cr(Ⅵ)离子脱附,表现出良好的再生性能。     

聚苯胺磁性壳聚糖对Cr(Ⅵ)离子吸附性能研究

以Fe3O4、壳聚糖和苯胺为原料,采用化学氧化聚合法制备聚苯胺磁性壳聚糖复合材料,通过傅里叶变换红外光谱和X射线衍射对其进行表征,考察了 Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度、吸附时间和pH值对水中重金属Cr(Ⅵ)离子吸附性能的影响,探讨了聚苯胺磁性壳聚糖对Cr(Ⅵ)离子的吸附动力学.结果表明:Fe3O4促进了聚苯胺壳聚糖的分散...     

改性绿豆壳对工业废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

用绿豆壳作吸附剂,通过改性后对工业废水中铬离子Cr(Ⅵ)进行吸附试验,分别考察了吸附时间、pH、离子浓度、样品用量以及温度对吸附效果的影响。结果表明:吸附率与样品投加量成正相关系,随Cr(Ⅵ)初始浓度的增加而降低;随温度的增加而增大,1. 0000 g改性绿豆壳在pH=2. 0、T=25℃对初始浓度为70 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液吸附6 h,吸附率可达95. 40%。因此,改性绿豆壳对六价铬Cr(Ⅵ)具有较好的吸附效果,可作吸附剂用于工业废水中铬Cr(Ⅵ)污染的治理。     

核壳磁性氧化铝球的制备及其性能研究

采用油柱成型法合成了以针状α-Fe2O3为磁核,氧化硅为中间层,氧化铝为壳层的磁性微球;并通过控制不同的还原温度,获得了两种不同比饱和磁化强度的磁性微球,其中Fe3O4/SiO2/γ-Al2O3为15.1emu/g,Fe/SiO2/γ-Al2O3为26emu/g,且磁性球的表面光滑,粒径分布为80~300μm。     

聚乙烯亚胺修饰磁性碳纳米管对水中六价铬的吸附

采用溶剂热法制备磁性多壁碳纳米管(MWCNTs@Fe3O4),用聚乙烯亚胺(PEI)进行表面修饰,得到MWCNTs@Fe3O4/PEI。对吸附剂进行表征,研究p H、离子强度和天然有机物对水中铬(Ⅵ)的吸附及吸附剂的循环再生能力。结果表明,最佳吸附p H=3,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,离子强度抑制Cr(Ⅵ)的吸附;腐殖酸对Cr(Ⅵ)的吸附影响不大。在6次吸附解吸后,吸附剂仍有良好的吸附性能。     

磁性壳聚糖/板栗壳纤维复合材料处理含铬废水的研究

以壳聚糖、纳米级Fe_3O_4和板栗壳纤维等为主要原料,以戊二醇为交联剂,合成磁性壳聚糖,同时掺杂板栗壳纤维,制备磁性壳聚糖/板栗壳纤维复合材料(MCS-CF),用来吸附废水中的六价铬金属离子。分别考察了MCS-CF的投加量、pH、六价铬离子的初始浓度、反应的温度和所需的时间,对MCS-CF去除Cr(Ⅵ)离子的影响。探究得到:当MCS-CF投加量为16 g/L,pH为4,吸附时间4小时,吸附温度为30℃时,对六价铬离子的去除率可达81.34%。     

银/活性炭核壳复合球粒的壳层改性探讨

以水泥熟料为胶凝剂,制备了一种兼具吸附和抗菌性能的银/活性炭核壳复合球粒.为了进一步改善球粒的吸附性能,将不同造孔剂(PVA或硅藻土)混入载银壳层中,对壳层改性.探讨了造孔剂种类及添加量对改性试样吸附性能的影响,并对试样的抗菌性能进行了探讨.用碘、苯和甲醛吸附评价试样的吸附性能,用抑菌圈法测定试样的抗菌性能,用扫描电镜观测试样的微观结构.结果表明,PVA作造孔剂试样吸附效果最好,最佳的PVA添加比例占壳层10wt％;在最佳的PVA添加比例下,试样的大肠杆菌和八叠球菌的抑菌带宽分别为5.06 mm和5.48mm,抗菌性能良好;SEM微观结构显示,PVA溶解后形成致密的多孔结构.     

十二烷基苯磺酸钠改性牡蛎壳粉对铬离子的吸附性能测试

以常见且低成本的生物碳酸钙牡蛎壳作为原料,通过使用十二烷基苯磺酸钠对其结构进行改性修饰,采用紫外分光光度法,以二苯碳酰二肼作显色剂,测定最大吸收峰波长540 nm下的铬离子浓度,计算对铬离子的吸附率。以时间、温度、吸附剂用量、铬离子浓度、pH值五个单因素研究改性牡蛎壳粉对铬离子Cr（Ⅵ）的吸附率。在单因素实验的基础上,通过方差分析,排除温度因素,将余下四因素进行正交实验。实验结果显示,十二烷基苯磺酸钠改性牡蛎壳粉对Cr（Ⅵ）的吸附性能优于改性前牡蛎壳粉;当50 mL被吸附溶液Cr（Ⅵ）的初始质量浓度为0.6 mg/L时,吸附Cr（Ⅵ）的最佳条件为：改性牡蛎壳粉用量0.3 g,温度30℃,吸附时间90 min,pH值为1,吸附率高达68.75%。     

磁性壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

以壳炭为原料,采用化学共沉淀法制备了一种具有磁性的新型吸附材料。采用SEM、FTIR和BET等手段对磁性壳炭的结构进行表征。结果表明,制备的磁性壳炭在偏酸性的环境下有利于吸附Cr(Ⅵ)。当磁性壳炭投加量为4 g/L、pH为2.0、吸附温度为25℃、震荡强度为100 r/min、吸附时间为30 min时,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.3%,出水质量浓度为0.15 mg/L,其最大吸附容量为42.020 mg/g。Cr(Ⅵ)在磁性壳炭上的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,动态吸附平衡遵循拟二级动力学方程。     

纳米多孔二氧化钛空心球的水热法制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附特性

利用水热法一步合成了TiO2.结构、形貌表征结果显示,所得产物为纯相锐钛矿型多孔空心结构,平均粒径为172nm.以此吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附实验结果表明,溶液pH对TiO2吸附性能影响显著,在pH为2.7时,产物最大吸附率为86%,随pH值升高,吸附率逐渐降低.其等温吸附行为很好地符合朗缪尔单分子层吸附模型,通过计算得到产物对Cr(Ⅵ)的理论最大单位吸附量为23mg/g.产物吸附Cr(Ⅵ)后,使用碱液可将吸附的Cr(Ⅵ)离子脱附,表现出了极好的重复使用性能.Cr(Ⅲ)共存对TiO2的Cr(Ⅵ)离子吸附能力没有明显影响.     

氯化锌造孔壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用氯化锌浸渍活化法制备了氯化锌造孔壳炭,研究了其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,并采用SEM、FTIR和BET等方法对改性壳炭的结构进行了表征。结果表明,处理初始Cr(Ⅵ)质量浓度为20 mg/L的水样,当温度为25℃,改性壳炭投加量为0.5 g,pH为2.0,吸附时间为180 min时,Cr(Ⅵ)去除率为98.8%,最大Cr(Ⅵ)吸附量为11.284 mg/g。拟合结果显示,Langmuir等温吸附方程可以较好地拟合改性壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程,该动态吸附平衡遵循拟二级动力学方程。     

核壳结构在甲烷干重整中的应用

甲烷干重整可以将两种温室气体(CO₂和CH₄)转化为合成气,传统负载型催化剂存在金属烧结、碳沉积的问题,导致失活。核壳结构催化剂具有空间限域效应,能有效解决以上问题。本文根据壳的种类,将核壳结构分为SiO₂壳层、Al₂O₃壳层和其他壳层三类,并分别从制备方法、形貌结构、催化特性的角度介绍了研究现状。文中指出：氧化硅壳层的优势是制备简单,壳层易于调控,热稳定性高;Al₂O₃壳层能够提供碱性位点,增强CO₂吸附与反应;CeO₂壳层则可以提供氧空位,促进CO₂活化和积炭的气化。据此,本文展望了核壳结构在未来的几个研究方向：对壳层材料的拓展与研究;对蛋黄壳、三明治等新型核壳结构的研究;精准调节核壳结构的形态并研究构效关系;大规模制备和工业应用等。     

壳聚糖/埃洛石复合吸附剂的制备与吸附性能

将埃洛石分散于壳聚糖的溶液中,利用戊二醛进行交联,制备埃洛石/壳聚糖复合吸附剂,通过红外光谱仪对复合吸附剂进行结构表征分析,进一步研究复合吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能,通过单因素条件的变化研究了Cr(Ⅵ)离子浓度、吸附剂用量、吸附时间、吸附温度、p H值对复合吸附剂吸附性能的影响,表明复合吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能比单一组分的埃洛石更加优越。