OMC/g-C_3N_4复合材料可见光催化2,4-氯酚的研究

将有序介孔碳材料(OMC)按照一定的质量比例(0.01、0.02、0.04、0.08)加入石墨型氮化碳材料(g-C3N4)再低温煅烧获得了介孔碳/石墨型氮化碳复合材料(OMC/g-C3N4)。可见光下光催化降解2,4-氯酚的实验结果表明,有序介孔碳材料提高了复合材料的吸附和光催化性能,去除吸附作用后,样品0.04-OMC/g-C3N4的光催化效率为纯氮化碳的3.68倍。降解产物的气相色谱-质谱分析结果表明2,4-氯酚的降解主要是被羟基自由基脱氯和甲基化成其他中间后再被逐步分解完全矿化,Langmuir-Hinshelwood模型分析结果表明其光催化降解过程符合为一级反应动力学。     

一步法合成载铁有序介孔碳材料的形成机理

采用软模板路线以三嵌段共聚物F127为模板剂,间苯二酚-甲醛缩聚所形成酚醛树脂(RF)为碳源,与酚羟基有络合作用的无机铁盐为金属前体,在无外加酸碱催化剂的条件下,利用铁盐的水解反应形成酚醛缩聚所需酸性环境,多组分共组装一步合成了载铁有序介孔碳材料(Fe/OMC)。对Fe/OMC合成各阶段过程进行了分析,利用X射线衍射、透射电子显微镜等手段对材料进行表征,比较了不同老化时间、硝酸铁投加量及酚醛比例等合成条件对材料结构的影响规律。结果表明,在较长的老化时间(≥60 h)、适宜的n(Fe)/n(R)比(0.05～0.2)和n(R)/n(F)比[(1/1.5)～(1/2)]条件下,均可形成有序的介孔结构。在此基础上,提出了载铁有序介孔碳材料的形成机理。     

有序介孔碳材料的模板化构筑及水处理应用研究

介孔碳材料是指孔径介于2 nm-50 nm的一类多孔碳材料。有序介孔碳材料，具有比表面积高、孔道结构规则有序、孔径分布狭窄、孔径大小可调控、表面易于修饰等结构特点和高机械强度、强吸附能力、化学惰性等性能特点，在诸多领域得到了广泛应用，特别是其作为新型吸附剂在水处理领域具有广阔的发展前景。有序介孔炭材料的制备方法主要有硬模板法和软模板法。模板和碳源的选择是控制有序介孔碳材料结构和性能的关键因素。本文从有序介孔硅、天然矿物、MOFs材料、嵌段共聚物等不同模板的角度对有序介孔碳、多级有序微/介孔碳、多级有序大/介孔碳的制备方法进行综述，并对有序介孔碳材料在水处理领域的应用进行简单介绍。     

有序介孔碳吸附去除水中抗生素的应用研究进展

抗生素的大量生产和过量使用对生态系统稳定性和人类生命健康构成了严重威胁。吸附法被认为是去除水中抗生素污染最有效的手段之一。传统吸附剂如活性炭、沸石、硅藻土等存在吸附容量小、二次污染等不足。因此，发展高效经济的吸附剂仍是水处理领域的热点。研究发现新型吸附剂有序介孔碳(OMC)具有有序的介孔孔道结构，可有效去除抗生素。针对现有研究，文中综述了OMC的制备、改性方法，明晰了OMC对水中常见抗生素的吸附效果。基于对吸附机理及影响因素的研究总结，分析目前OMC去除水中抗生素存在的瓶颈，展望将来OMC研究方向，以期为今后开展OMC相关研究提供一定参考。     

有序介孔炭吸附萘的研究

采用溶剂挥发诱导自组装合成了有序介孔炭(OMC).XRD和N2吸附测试表明,OMC具有有序的二维六方结构,平均孔径为3.4 nm,比表面积为504.9 m2·g-1,介孔率为67.6%.研究了OMC对萘的吸附机理,萘在OMC表面的吸附等温线表明,OMC对萘的吸附符合Langmuir吸附等温规律.由Vant Hoff方程计算得出OMC对萘的吸附焓变为-24.83 kJ·mol-1,说明吸附为放热过程,推测其吸附机理为氢键作用力.红外光谱分析进一步证明,萘与OMC表面之间主要以氢键作用产生吸附.吸附温度的升高使-OH伸缩振动峰的红移程度减小,氢键缔合作用力减弱,这可能是导致温度升高时OMC的萘平衡吸附量减小的主要原因.     

锂硫电池硫基碳正极材料的研究进展

用于锂硫电池的碳质材料具有优异的力学、电学、导热性能,可调的孔结构以及丰富的表面特性,能有效地限制多硫化物的溶解,改善锂硫电池的电化学性能。因此,本文分别从一维碳、二维碳和三维碳这3个方面综述了锂硫电池硫基碳复合正极材料的研究进展,探讨了改性硫基碳正极材料的制备方法和结构设计。分析表明,高比表面积和高孔容积的多孔纳米碳材料对提高锂硫电池电化学性能而言至关重要,并提出用金属硫化物掺杂的有序介孔碳复合材料作为锂硫电池的正极材料能促进锂离子在正负极间的迁移,提高锂硫电池的循环稳定性和活性物质利用率。     

有序介孔碳对罗丹明B的吸附行为研究

以嵌段共聚物F127为模板剂,间苯二酚/甲醛为碳源,在酸性条件下制备了孔径为6.44 nm,BET比表面积为661.98 m2/g,孔容为0.46 cm3/g的有序介孔碳(Ordered Mesoporous Carbon,OMC)。将所得有序介孔碳材料应用于罗丹明B(RhB)的吸附,并对吸附等温线和吸附动力学进行了研究。结果表明,吸附行为符合Langmuir吸附等温线及准2级动力学吸附。通过计算吸附过程中的吸附自由能ΔG0、焓ΔH0、熵ΔS0等热力学参数,表明吸附行为是自发进行的且是放热反应。溶液的pH值会对吸附量产生明显的影响,这主要是由于不同的pH值会对RhB的聚合产生明显的影响,从而导致分子尺寸的变化进而影响吸附量。     

有序介孔炭的合成及其磺化制备固体酸

对于高酸值油脂原料,在酯交换反应制备生物柴油前需对其进行降酸处理,然而常用的H₂SO₄催化降酸法存在设备腐蚀和环境污染等问题。采用软模板法合成有序介孔炭(OMCs),利用TEM、SAXRD及N₂吸附/脱附等对其进行结构性能表征,探讨了模板剂与前驱体的质量比、热聚合时间、煅烧温度等工艺条件对OMC介孔结构的影响,获得了具有高度有序二维六方孔道结构的介孔炭,孔径3~4 nm,比表面积>600 m²/g。进而通过自由基加成法对OMC磺化制得磺化介孔炭,其介孔有序性能够得到很好的保持。合成的磺化介孔炭将作为固体酸催化剂用于后续高酸值油脂制备生物柴油的降酸过程。     

有序介孔碳和活性炭对阿莫西林的吸附研究

阿莫西林是废水中一类典型的药品与个人护理品类新型有机污染物,会对周围环境和人体健康造成潜在威胁。以蔗糖为碳源、以SBA-15为模板制备有序介孔碳（OMC）。采用动态吸附法研究其对阿莫西林的吸附行为,并与常规吸附材料商用活性炭（GAC）作对比。探讨了废水中阿莫西林的初始浓度、温度及流速对动态吸附的影响。结果表明：在同等条件下,OMC的吸附能力远强于GAC,以OMC为吸附剂可有效去除废水中的阿莫西林类新型有机污染物。     

有序介孔碳-石墨烯复合材料的制备及其对银纳米粒子吸附性能的研究

以溶剂挥发诱导有机-有机自组装法制备了有序介孔碳-石墨烯（OMC-RGO）复合材料。结果表明：当焙烧温度为800℃时,所得的OMC-RGO复合材料与OMC相比,其电导率从0.76S/m增加到32.5S/m,提高到42.8倍;但BET比表面积和孔容分别从670m2/g和0.40cm3/g下降到361m2/g和0.23cm3/g,降低的比率分别为46.1%和42.5%。随后,我们以OMC-RGO为载体,通过物理吸附制备了有序介孔碳-石墨烯-银纳米粒子（OMC-RGO-Ag）复合材料。结果表明：OMC-RGO表面上Ag纳米粒子的粒径在20～40nm之间;且OMC与RGO复合后,RGO表面上的含氧官能团有利于吸附较多的Ag纳米粒子。