乳液聚合法制备聚丙烯酰胺/海藻酸钙复合微球吸附剂

以丙烯酰胺(AM)和海藻酸钠(SA)作为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作为交联剂,过硫酸铵(APS)作为引发剂,以氯化钙为凝固剂,通过乳液聚合方法制备了具有双网络互锁结构的聚丙烯酰胺/海藻酸钙(PAM/CA)复合微球,对其化学结构以及宏观、微观表面形貌进行了表征,研究对亚甲基蓝(MB)染料的吸附能力。结果表明,经化学反应成功制备PAM/CA复合微球,微球形貌规整,尺寸分布1~10μm。以PAM/CA复合微球对MB的吸附容量作为参照,通过单因素实验确定了PAM/CA复合微球的最佳制备条件:SA 20%、MBA 15%、APS 5%(均为占AM的质量分数)、反应温度60℃、油水比2∶1、分散速率4 000r/min。在此条件下,PAM/CA复合微球吸附MB的容量为75mg/g,比PAM微球提高了50%,吸附性能良好。     

ZnO中空微球的制备及其反应吸附脱硫性能

以蔗糖为模板剂,采用水热法制备了Zn(OH)2 碳复合微球,焙烧后形成了ZnO 中空微球。考察了焙烧速率对ZnO 中空微球形貌和孔结构形成的影响。利用X-射线衍射(XRD)、热重(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、N2 吸附等表征手段对其结构进行分析。采用等体积浸渍法制备了Ni质量分数为5%的NiO/ZnO 吸附剂,并在固定床反应器中进行其反应吸附脱硫性能研究。结果表明,当焙烧速率为3 ℃/min时,所制备的ZnO 中空微球的比表面积和孔体积最大,分别为37.21m2/g和0.483cm3/g;在吸附温度为350℃、压力为1.2MPa、进料液体积空速为6h-1、氢气与模拟油体积比为60的条件下,Ni/ZnO 吸附剂吸附脱硫率可达96%,拥有潜在的应用价值。     

C-N碳微球制备及其脱除水体中染料性能研究

以四氯化碳和乙二胺为原料,采用简单溶剂热法制备出了一种含N的碳微球(C-N).采用XRD,SEM,EDS,BET和TG等手段对实验产物进行了表征.结果表明,实验获得的C-N碳微球直径约为3～7μm,具有较高的热稳定性,其比表面积约为240m2/g.该C-N碳微球能快速去除水体中罗丹明B和亚甲基蓝染料,两者去除动力学模型均满足准二阶动力学方程.C-N碳微球对水体中罗丹明B和亚甲基蓝最大吸附量均为400mg/g.这种具有优异吸附性能的C-N碳微球可望成为一种新材料用于污水处理领域.     

法桐树叶衍生生物质炭吸附含镍废水研究

以法桐树叶为原材料制备KOH改性的生物质炭吸附剂,对其表面性质进行表征,并研究其对含Ni(Ⅱ)废水的吸附性能。通过扫描电镜、比表面积分析仪及傅里叶红外光谱仪对制备的生物质炭表征分析证明,生物质炭呈现以微孔为主的多孔结构,比表面积为1 733.01 m2/g,表面存在一定量的羟基、羧基等酸性表面官能团,有利于对Ni(Ⅱ)的吸附。25℃下,生物质炭对Ni(Ⅱ)的饱和吸附量为12.35 mg/g。通过对吸附实验数据拟合可知,其吸附行为符合准二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir模型。生物质炭对Ni(Ⅱ)的吸附主要表现为单分子层化学吸附,同时伴有自发的吸热反应。     

石墨烯/碳复合气凝胶的制备及其吸附性能

碳气凝胶具有高比表面积、高导电性等优异的性能,将碳气凝胶与具有同样优异性能的石墨烯相结合,通过溶胶-凝胶法制备得到石墨烯/碳(G/C)复合气凝胶,进一步提高其吸附性能.研究结果表明,G/C复合气凝胶为三维多孔结构,具有较高的比表面积643 m2/g、孔容积1.688 cm3/g、平均孔径13.50 nm.对水中模拟污染...     

食用级吸附淀粉微球的制备

采用反相悬浮交联的方法,以可溶性淀粉为原料,同时以三偏磷酸钠作为交联剂,Span80作为乳化剂,聚乙二醇6000作为致孔剂,大豆油为油相制备食用级吸附淀粉微球,研究了pH、反应温度、交联剂用量、反应时间和致孔剂用量等对淀粉微球制备的影响。在pH为10、反应温度50℃、交联剂用量0.8%、反应时间5h、致孔剂用量0.08g/g淀粉条件下,得到的多孔性淀粉颗粒的吸附性能最好,对亚甲基蓝吸附量为1.761mg/g淀粉颗粒。通过扫描电镜、N2吸附-脱附对产物结构进行表征,证明淀粉微球具有多孔结构,比表面积为1 699m2/g。     

芝麻秆制备的活性炭对废水中铜离子的吸附

以芝麻秆为原料,通过磷酸活化法和酸性改性法制备活性炭,对产品的比表面积、孔结构和碘吸附值进行表征,通过单因素实验研究芝麻秆活性炭处理含铜离子废水的工艺,同时研究了活性炭吸附铜离子的吸附动力学.制得的活性炭比表面积为455m~2/g,总孔体积为0.65mL/g,平均孔径为3.63nm,碘吸附值为887mg/g.用活性炭处理100mL质量浓度为20mg/L的铜离子溶液时,处理温度为30℃,pH值为6,活性炭用量为0.08g,50min后吸附达到平衡,活性炭去除铜离子的效果最佳,吸附率达77%.活性炭对铜离子的吸附行为遵循准二级动力学规律.     

生物质炭对气态挥发性有机污染物的吸附性能及机理

为探究生物质炭对气态有机污染物的吸附能力及作用机理,以核桃壳和椰子壳为原料制备生物质炭.采用元素分析仪、傅里叶红外光谱仪、Boehm滴定和比表面积及孔隙率分析仪分析生物质炭理化特征,并利用吸附柱实验考察生物质炭对气态挥发性有机污染物(苯和甲苯)的吸附行为.结果表明:相同制备条件下,椰壳生物质炭吸附性能高于核桃壳生物质炭.在实验温度范围内(400~700℃),随着制备温度的升高,生物质炭吸附性能增大.低温下制备的生物质炭(400℃)吸附行为符合准二级动力学模型,高温下制备的生物质炭(700℃)的吸附过程符合准一级动力学模型.在吸附温度30℃时,生物质炭对苯和甲苯的等温吸附过程符合Toth模型,计算得到生物质炭最大的理论饱和吸附量为18.98 mg/g苯和61.73 mg/g甲苯.生物质炭的表面酸性官能团和孔道结构在吸附过程中起关键作用,影响吸附质在生物质炭的表面吸附和粒内扩散吸附过程.     

生物质衍生多孔碳材料的制备及电化学应用

多孔碳材料由于具有比表面积大、孔结构发达、耐酸碱、耐腐蚀、导电性优良以及孔径可调等性质和特点,被广泛用作新型储能装置的电极材料。生物质作为一种来源丰富、廉价易得的可再生资源,为多孔碳材料的制备提供了充足的原料。本文主要介绍了利用碳化和活化的工艺制备生物质衍生多孔碳材料的方法、工艺和机理,论述了生物质衍生多孔碳材料在超级电容器、锂离子电池和钠离子电池中的应用,分析了材料孔结构与电化学性能之间的关系。指出生物质衍生多孔碳材料作为电化学储能装置的电极材料时具有比容量偏低的缺陷,可通过复合、掺杂异原子,以及表面改性等手段解决这一问题。     

红薯生物质碳气凝胶的制备及其吸附性能

以红薯为原料,通过冷冻干燥、碱活化的方式制备出具有高比表面积的生物质碳气凝胶。通过更改碳化温度与活化方式制备出形貌不同的红薯生物质碳气凝胶（SPCA）和活化红薯生物质碳气凝胶（ASPCA）。利用SEM、XRD、BET低温氮气吸附?脱附与Raman光谱,对制得的生物质碳气凝胶进行表征与分析。结果表明,随着碳化温度升高,所形成的孔洞增加,碱活化对ASPCA的孔洞形成具有极大的促进作用。所制得的生物质碳气凝胶具有良好的吸附性能,在去离子水中最佳吸附条件下,对罗丹明B（RdB）的吸附量为202.2 mg/g,对甲基橙（MO）的吸附量为83.6 mg/g,对茜素红（ARS）的吸附量为160.2 mg/g。     

二氧化硅-木质素微球的水热法处理及对银离子的吸附

利用稻壳为原料制备了二氧化硅-木质素复合微球,并对微球进行了水热法处理。利用两种微球作为吸附剂对硝酸银溶液进行了吸附实验。通过SEM、TEM、XRD和TGA对微球的结构形貌和性能进行了表征,发现水热处理后的微球中木质素含量明显上升,壳层稳定性也有所改进,微球对银离子具有还原作用,吸附后微球表面有银单质生成。在银离子浓度为0.02mol/L时,90℃水浴条件下反应24h,未经水热法处理的微球吸附量为21.7mg/g,水热法处理后微球吸附量达到55.6mg/g。     

一种可以应用于生化吸附分离的中孔分子筛微球

以嵌段共聚物P123（EO20PO70EO20）为模板剂,三甲苯（TMB）为扩孔剂,NaCl为促晶化剂,合成了一种孔径为10 nm,尺寸为10-20μm的有序中孔SBA-15微球,其比表面积小于700 m^2/g,并采用XRD、SEM、TEM等对所合成的微球进行了表征。吸附分离试验表明,分子尺寸大于分子筛孔径的BSA吸附量很小,而对分子大小在孔径范围内的LYS饱和吸附可以达到700 mg/g.     

微波加热制备烟杆基高比面积活性炭的研究

以农林废弃物--烟杆的炭化料为原料,采用微波加热氢氧化钾活化法制备了高比表面积活性炭.研究了微波加热时间和碱炭比对活性炭的得率和吸附性能的影响,得到了优化工艺条件,即当微波功率为700 W,加热时间为30min,碱炭比为4:1,所制备的活性炭碘吸附值为2 239.1 mg/g,亚甲基蓝吸附值为652.5 mg/g,得率为25.48%,产品的吸附性能超过了双电层电容器专用活性炭(LY/T 1617-2004)标准的要求,同常规加热相比,加热时间缩短了87.5%.同时测定了优化工艺条件下制备活性炭的氮气吸附等温线,通过BET法计算了活性炭的比表面积,并通过非定域化密度函数理论表征了活性炭的孔结构.该高比表面积活性炭微、中孔发达,比表面积可达3 406 m2/g,总孔体积为2.157mL/g.     

多孔生物质碳/NiCo_2S_4复合材料的制备及电化学性能研究

以萝藦(Metaplexis japonica,一种草本缠绕植物)种子顶端的白色长绢毛为生物质碳的前驱体,氢氧化钾为活化剂,制备了管状的多孔生物质碳材料(AMJ).再通过水热法和硫化过程在多孔生物质碳材料上原位生长Ni Co2S4纳米颗粒.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附-脱附分析表征了其微观形貌和结构.呈管状结构的多孔生物质碳材料的比表面积为2 831 m2/g,这有利于电解液/电极界面电荷的积累,同时促进电解液离子的扩散和传输.将AMJ/Ni Co2S4复合材料用作超级电容器电极材料,在三电极体系中进行电化学性能测试.在扫描速度为5 m V/s时,AMJ/Ni Co2S4电极材料的最高比电容可达1 041.6 F/g.同时,与纯Ni Co2S4电极材料相比具有良好的倍率性能和循环稳定性.     

溶胶凝胶法制备TiO_2-Ag的介孔微球及其抗菌性能研究

以钛酸丁酯和硝酸银分别作为钛源、银源,聚乙二醇系为扩孔剂,采用溶胶凝胶法制备TiO_2-Ag介孔微球。通过调节煅烧温度优化煅烧工艺,并通过热场发射扫描电子显微镜(EDS/EBSD)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)及比表面积及孔体积测量仪(BET)等对所得产物的形貌、晶体结构、化学组成和比表面积等进行分析。采用震荡法来评定TiO_2-Ag介孔微球的抗菌性。研究表明:采用溶胶凝胶法制备的TiO_2-Ag介孔微球,其Ag粒子在TiO_2表面均匀分布;在煅烧温度为500℃下添加扩孔剂,能有效提高TiO_2-Ag介孔微球的比表面积,增大TiO_2-Ag吸附能力;TiO_2-Ag介孔微球具有良好的抗菌性能。     

“绣球”状中空C/Nb2O5微球的制备及其 电化学性能研究

以草酸铌为铌源,空心碳球为模板,采用简单的水热法合成了具有独特形貌的“绣球”状中空C/Nb2O5微球。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征了所制备中空C/Nb2O5微球的微观结构,并采用电化学工作站研究了其作为负极材料的锂离子电池的电化学性能。研究结果表明,直径约为1 μm的空心碳球被Nb2O5包覆,中空C/Nb2O5微球呈现出独特的“绣球”形状,使其比表面积明显增大;在电流密度为40 mA/g下,中空C/Nb2O5微球和Nb2O5微球作为负极材料的锂离子电池的初始放电比容量分别为402.26 mA·h/g和336.44 mA·h/g,经过50次充放电循环后,当电流密度返回40 mA/g时,中空C/Nb2O5微球的放电容量为192.38 mA·h/g,而Nb2O5微球的放电容量仅为4.86 mA·h/g。说明这种特殊的“绣球”状中空结构有效地增加了Nb2O5的表面积,并使得中空C/Nb2O5微球负极材料具有高的比容量和良好的可逆性能。     

UiO-66/C复合材料的制备及其吸附性能研究

采用溶剂热合成方法,制备了金属有机骨架材料UiO-66及其UiO-66/C复合材料,对所得产物样品进行XRD和SEM以及红外光谱测试表征。结果表明,所制备样品为纯相UiO-66材料,添加碳球未改变UiO-66的晶相结构。以亚甲基蓝和甲基橙模拟染料废水,对所制备的UiO-66及其UiO-66/C复合材料的吸附性能进行了评价。实验结果表明,添加胶态碳球可显著提高UiO-66对亚甲基蓝的吸附性能,吸附容量由30 mg/g提高到67mg/g,UiO-66对甲基橙表现出优异的吸附能力,吸附容量高达226 mg/g;吸附的动力学过程符合准二级动力学方程。     

梧桐叶生物质炭的制备及吸附性能研究

以梧桐树叶为原材料,KOH为活化剂,采用一步法制备生物质炭,并研究其吸附性能。通过扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪观察到所制备的生物质炭存在丰富的孔隙结构,比表面积为1 795.36 m~2·g~(-1),总孔体积为0.94 cm~3·g~(-1)。25℃下,生物质炭对亚甲基蓝呈现出优良的吸附性能,饱和吸附量为832.50 mg·g~(-1)。拟合结果得知,生物质炭对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。本研究为废弃生物质的资源化利用提供了一种技术手段,具有理论意义和实用价值。     

交联聚苯乙烯多孔材料对四环素的吸附性能

以废旧泡沫和四氯化碳为原料制备交联聚苯乙烯（CPS）多孔材料,再用三乙醇胺对其改性,制备得到改性交联聚苯乙烯（MCPS）;用扫描电镜（SEM）、BET（Brunauer-Emmett-Teller）比表面测试法等方法表征CPS与MCPS的形貌、粒径大小、比表面积及孔结构;用分光光度计法测出30 ℃下,CPS与MCPS对四环素（TC）的吸附量;运用准二级动力学方程对吸附实验数据进行拟合分析。研究表明,CPS对水体中的TC具有一定的吸附性能,其吸附速率常数与平衡吸附量分别可达8.36×10^-3 mg·g^-1·h-1和75.8 mg/g。经三乙醇胺改性后制备的MCPS,介孔结构更加发达,比表面积增大,对TC的吸附速率常数和平衡吸附量分别为4.96×10^-3 mg·g^-1·h^-1和110.5 mg/g。综上所述,改性前后的CPS均可实现对水体中TC的吸附,改性过程可提升CPS的吸附能力,但降低了其吸附速率。     

大孔径高比表面积介孔硅泡沫的制备和表征

以P123作为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,苯为微乳剂,采用溶胶-凝胶水热合成法制备了大孔径高比表面积介孔硅泡沫材料,采用小角X-射线衍射、透射电镜、扫描电镜以及N2物理吸附等表征手段进行表征,考察了苯的加入量对介孔硅泡沫孔结构的影响。结果表明,苯的引入可以使有序介孔硅的孔结构从SBA-15的二维六方形向介孔硅泡沫的三维泡沫状结构转变,加大苯的含量可以增大介孔硅泡沫的孔径和孔容。当苯与P123的质量比为2.0时为最佳值,此时得到的介孔硅泡沫材料泡沫状结构最规整、比表面积高且孔径孔容较大,其中表面积可达641.3cm2/g,球形孔孔径可以达到43.8nm,孔容2.41cm3/g,过量苯会导致三维泡沫状结构的破坏。