催化氧化高含硫废水锰基催化剂的制备及活性研究

以α-MnO₂为活性组分、Ni为金属助剂,通过水热法合成了Ni-Mn O₂/Al₂O₃催化剂,在对催化剂进行表征分析的基础上,研究了催化剂的活性及氧化机理。结果表明,通过Ni掺杂后催化剂对硫离子80 min内去除率由50%提高至95%;焙烧再生法可快速再生失活后的催化剂;Ni-MnO₂/Al₂O₃为介孔结构,比表面积高达323.4 m²/g,O_ads/O_latt的比值为2.02,丰富的表面吸附氧和氧空位可以有效提高催化剂的活性;硫离子在氧化过程中生成的中间产物主要是S₂O₃^2-,其次为SO₄^2-和SO₃^2-。     

SO42-/TiO2/Al2O3型固体酸制备及催化合成醋酸丁酯

以共沉淀-浸渍法制备了SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂,醋酸与正丁醇酯化反应作为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂的催化性能,采用响应面法对制备催化剂过程中的陈化温度、硫酸浸渍液浓度和焙烧温度因素进行优化,通过XRD和IR对制备的固体酸催化剂进行表征。结果表明,在陈化温度-4 ℃、硫酸浸渍液浓度1.48 moL·L^-1和焙烧温度586 ℃条件下制得的催化剂催化性能最高,醋酸正丁酯酯化率可达98.1%,重复使用性良好。     

喷淋鼓泡塔内氨水对烟气中As2O3的吸收特性

喷淋鼓泡塔内的反应是典型的气液两相流,为研究喷淋鼓泡内氨水对烟气中As₂O₃吸收特性,探索新型喷淋鼓泡技术的污染物一体化控制潜力,以空气和SO₂为模拟烟气,利用喷淋鼓泡吸收塔研究了液气比、浸液深度、氨水质量浓度、SO₂质量浓度对氨水吸收气相As₂O₃的影响。研究表明：氨水对As₂O₃的吸收效率随液气比增加先增大后趋于平缓;浸液深度增大,氨水吸收As₂O₃的效率降低;As₂O₃与氨水中OH^-作用生成的AsO₃^3-溶于氨水实现氨水对As₂O₃的吸收,氨水吸收As₂O₃的效率随氨水质量浓度的增大先上升后下降;碱性环境下,SO₂与NH₃作用生成SO₃^2-的水解增加了溶液中OH^-,促进了氨水对As₂O₃的吸收,又因SO₃^2-水解产生HSO₃^-电离出H⁺对部分OH^-中和以及NH₃挥发等因素,促进作用表现为吸收效率随SO₂质量浓度的增加先上升后下降。在氨水质量浓度为0.07%、SO₂质量浓度为525mg/m³、液气比10L/m³、浸液深度5cm时吸收效率达到最大82%。     

Al2O3/ACF复合电极材料的制备及性能表征

以H₃PO₄预处理后的活性炭纤维(ACF)毡为原料,采用浸渍煅烧法制备Al₂O₃/ACF复合电极材料;通过扫描电镜(SEM)、比表面积及孔径分析仪(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)对负载Al₂O₃前后活性炭纤维的微观结构与电化学性能进行表征,利用自制的电吸附装置对NaCl模拟废水进行电吸附性能测试。结果表明,采用浸渍煅烧法成功制备了Al₂O₃/ACF复合电极材料,Al₂O₃/ACF复合体表面及孔道中有絮状或颗粒状的Al₂O₃存在,比表面积从1244.37 m²·g^-1降为974.59 m²·g^-1;同时,Al元素含量为1.06%,Al₂O₃以无晶相无定形态存在于纤维表面;Al₂O₃/ACF表面形成一些Al O键的官能团,其比电容比ACF提高76.5%。负载Al₂O₃后的ACF电极材料电吸附性能增强,除盐效率较ACF原样电极提升了2.3倍,且电极具有可再生性。Al₂O₃/ACF复合材料可以作为电极材料用于去除废水中的无机盐离子。     

制备条件对Pt/SO42-/ZrO2-Al2O3异构化性能的影响

采用沉淀法制备了Pt/SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃ (PtSZA)催化剂,考察了氢氧化锆水凝胶干燥速率、锆盐浓度、铂含量、Al₂O₃和SO₄^2-添加顺序等制备条件对PtSZA异构化性能,尤其是低温异构化性能的影响,并用XRD和TG对催化剂进行了表征。结果表明,提高水凝胶的干燥速率降低了PtSZA催化剂中的硫含量,大大提高了催化剂中的单斜相,进而导致了催化剂低温失活加速以及高温活性下降。较低或较高的锆盐浓度劣化了PtSZA的低温异构化稳定性,以0.4~0.6mol/L硝酸氧锆制备的催化剂硫含量和四方相氧化锆含量较高,异构化活性相对较好,Al₂O₃和SO₄^2-添加顺序对PtSZA异构化性能没有明显影响。     

离子色谱法检测芦荟胶化妆品中无机阴离子

采用岛津HIC-20A离子色谱仪对不同品牌芦荟胶化妆品中F^-、Cl^-、Br^-、NO^-₂、NO^-₃、SO₄^2-、PO₄^3-等7种无机阴离子进行测定,以IC-SA2(G)阴离子交换色谱柱为分析柱,以3.2 mmol/L Na₂CO₃-1.0 mmol/L NaHCO₃混合液为淋洗液,流速为0.8 mL/min,温度为25℃,进样量为20μL,在进行多步除杂后,色谱图基线平稳,分离效果好。样品中各阴离子的标准曲线相关系数(R)>0.998,具有良好的线性关系,检出限在0.013～0.054 mg/L之间,加标回收率为89.63%～115.7%,RSD<1.25%。结果表明,5种样品均含有Cl^-、NO^-₃、SO     

基于第一性原理的不同侵蚀性离子作用下混凝土孔溶液中钢筋腐蚀机理

为了揭示Cl^-、SO₄^2-作用下混凝土中钢筋腐蚀机理的差异,并为氯盐和硫酸盐侵蚀下混凝土的抗腐蚀调控提供理论基础,研究了Cl^-、SO₄^2-侵蚀下混凝土孔溶液中钢筋的电化学行为差异,并利用基于第一性原理的密度泛函理论研究了腐蚀性物质(Cl^-、SO₄^2-)和致钝物质(CaOH⁺、OH^-)在Fe(100)表面的竞争吸附。结果表明：相较于含Cl^-的混凝土孔溶液,钢筋在含SO₄^2-的混凝土孔溶液中的腐蚀电位和极化电阻均更低,更易发生腐蚀;SO₄^2-对OH^-与铁表面反应的抑制作用略强于Cl^-;SO₄^2-既可促使Ca OH⁺中Ca—OH键伸长,又...     

在线超滤-离子色谱法测定生活水体七种无机阴离子

构建一种在线超滤^-离子色谱法,同时测定生活水体中7种无机阴离子F^-、Cl^-、Br^-、NO₂^-、NO₃^-、PO₄^3-、SO₄^2-含量。采用离子色谱法,使用Metrosep A Supp5-150色谱柱,淋洗液为3.2 mmol/LNaCO₃-1.0 mmol/LNaHCO₃,流速为0.7 mL/min,0.5%H₂SO₄为抑制器再生液,使用英蓝在线超滤技术,对生活水体中的氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、磷酸根离子和硫酸根离子进行检测,并进行检测方法线性、检出限、测定下限、准确度、精密度和加标回收率实验。由实验结果可知,曲线相关系数大于0.999,相对标准偏差(RSD)<2%,加标回收率93.6%～103%,17 min...     

离子色谱法测定黄花草木犀中Cl-、NO3-和SO42-的含量

目的建立离子色谱法测定黄花草木犀提取物中Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-的含量。方法采用去离子水对药材进行超声提取,采用离子色谱法对提取物进行测定,色谱柱为DionexIonPacAS22型分析柱,流动相为超纯水-Na HCO₃(1.5mmol·L^-1)-Na₂CO₃(4.5mmol·L^-1),等度洗脱,流速为1.2mL·min^-1,柱温为27.2℃。结果Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-的离子浓度与色谱峰面积具有良好的线性关系,相关系数分别为0.9993,0.9995,0.9991,样品低、中、高加标回收率在90%～105%之间。结论该方法稳定性好,灵敏度高,操作简便,适用于测定黄花草木犀中阴离子的含量。     

Al-Mn氧化物对废水中氟的去除

采用共沉淀法制备Al-Mn氧化物吸附剂,并用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、Zeta电位仪对产物进行表征,考察了吸附剂用量、温度、pH和共存离子(Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-和H₂PO₄^-)对吸附剂去除水中氟的影响。结果表明：相对于其他条件,吸附剂在初始溶液p H=3～11,F-初始质量浓度为10 mg·L^-1且吸附剂含量为1.5 g·L^-1时,去除效果最佳;吸附平衡时间为2 h;吸附动力学满足准二级动力学模型(P<0.0001);热力学满足Langmuir和Freundlich模型;通过计算得吸附剂对F-最大吸附量为37.7 mg·g^-1(pH=7)和56.1 mg·g^-1(pH=3);共存离子对吸附剂去除F-的影响次序为CO_...     

功能化磁性纳米复合材料Fe3O4-mPD/SP吸附Cr(Ⅵ)研究

在超声波条件下先制得纳米Fe₃O₄颗粒,再在超声波辐照下一步合成氨基、亚氨基和磺酸基修饰的功能化磁性纳米复合材料Fe₃O₄-mPD/SP（50∶50）,采用TEM、XRD、IR、TGA、VSM及BET对其进行表征,考察了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,结果表明：溶液pH对Cr(Ⅵ) 吸附影响显著,pH=2时,吸附效果最好;吸附剂投加量、竞争性阴离子（Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-）、温度等均会对吸附Cr(Ⅵ) 造成一定影响。等温吸附数据符合Freundlich模型,K_F=34.464 mg^1-(1/n)·L^1/n·g^-1,n=3.861;对Cr(Ⅵ) 的吸附为自发过程,?G⁰<0,?S⁰=73.368 J·mol^-1·K^-1,?H⁰=19.375 kJ·mol^-1;准二级动力学方程能很好地描述Cr(Ⅵ) 在Fe₃O₄-mPD/SP（50∶50）上的吸附行为,k₂=1.324×10^-3 g·mg^-1·min^-1,q_e=77.157 mg·g^-1;推测出吸附机理包括静电吸附,氧化还原和离子交换。     

TiO2改性石墨烯电极电吸附去除污水中NH4+

通过水热法制备得到TiO₂改性石墨烯复合材料（RGO/TiO₂）,考察了其形貌结构和电化学性能。将其组装成电极,对比未改性石墨烯（RGO）电极和RGO/TiO₂电极的电吸附NH₄⁺性能。重点考察外加电压、循环流速、初始浓度等工艺参数对RGO/TiO₂电极电吸附NH₄⁺的影响,并对其电吸附NH₄⁺特性和对模拟实际含NH₄⁺废水深度脱NH₄⁺效果进行研究。结果表明：RGO/TiO₂复合材料具有三维孔洞结构,比表面积为382.08 m²·g^-1,比电容量在扫速为0.01 V·s^-1时达到325.80 F·g^-1,优于RGO材料。RGO/TiO₂电极的初次电吸附量较RGO电极提升了28.3%,循环再生吸附10次后,RGO/TiO₂电极的NH₄⁺吸附量仅降低了5.87%,循环再生吸附性能优于RGO电极。外加电压2.0 V、循环流速35 ml·min^-1和NH₄⁺初始浓度1.0 mmol·L^-1为RGO/TiO₂电极的最佳NH₄⁺电吸附条件。RGO和RGO/TiO₂电极电吸附NH₄⁺过程符合准一级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,电吸附NH₄⁺为非均匀表面的多层吸附行为,以物理吸附为主。RGO/TiO₂电极4级串联时对模拟实际含NH₄⁺炼油净化水的去除率达到86.84%。     

Removal of ammonium ions in wastewater by electrosorption with TiO2 modified graphene electrode

In this study, the TiO₂ modified graphene composite material (RGO/ TiO₂) was prepared by hydrothermal method, and its morphological structure and electrochemical properties were investigated. Then RGO/TiO₂ material was assembled into electrode, and NH₄⁺ ions electrosorption efficiencies of unmodified graphene (RGO) electrode and the RGO/TiO₂ electrode were compared. The effects of applied voltage, circulating velocity and initial concentration on NH₄⁺ ions electrosorption by RGO/TiO₂ electrode were investigated. The characteristics of NH₄⁺ ions electrosorption and the effect of advanced NH₄⁺ ions removal from simulated actual wastewater containing NH₄⁺ ions were also studied. The results showed that the RGO/TiO₂ composite material had a three-dimensional pore structure with specific surface area of 382.08 m²·g^-1 and specific capacitance of 325.80 F·g^-1 at a scan rate of 0.01 V·s^-1, which were better than those of the RGO material. The initial adsorption capacity of RGO/TiO₂ electrode was 28.3% higher than that of RGO electrode. After 10 cycles of regeneration adsorption, the adsorption capacity of NH₄⁺ ions of RGO/TiO₂ electrode only decreased 5.87%, and its cyclic regeneration adsorption property was better than that of RGO electrode. In addition, the applied voltage 2.0 V, circulating velocity 35 ml·min^-1 and initial concentration 1.0 mmol·L^-1 were the optimal NH₄⁺ ions electrosorption conditions for RGO/TiO₂ electrode. The electrosorption process of NH₄⁺ ions by RGO and RGO/TiO₂ electrodes was in accordance with the quasi-first-order kinetic model and the Freundlich isothermal adsorption model. The electrosorption of NH₄⁺ ions was a multi-layer adsorption behavior on heterogeneous surface and physical adsorption was the dominant. When the RGO/TiO₂ electrode was connected in 4-stage series, the removal efficiency of simulated actual NH₄⁺ refining purified water reached 86.84%.     

湿法磷酸萃取制备磷酸二氢钾的研究

开发了以湿法磷酸和氯化钾为原料,利用有机溶剂萃取法制备高品质磷酸二氢钾的新工艺。研究了溶配过程氯化钾的加入量对脱氟的影响和萃取时间、萃取温度、相比、氯化钾与磷酸物质的量比等对磷酸、盐酸的萃取率与硫酸根、铁离子、氟离子等杂质的脱除率的影响;以及洗涤相比对五氧化二磷洗涤率的影响,确定了适宜的工艺条件。实验表明：在萃取温度为 60 ℃、萃取时间为 30 min、相比为3.0、氯化钾与磷酸物质的量比为1.0、洗涤相比为12的条件下,五氧化二磷收率可达95.98%以上,产品磷酸二氢钾纯度可达96.75%以上。     

卤离子调控的镍钴基电极材料生长及电容影响研究

超级电容器是很有发展潜力的电化学储能器件,其性能主要取决于电极材料。利用水热法,通过改变加入的卤离子（F^-、Cl^-、Br^-）种类,可以简便地对镍钴（NiCo）基超级电容器电极材料的形貌、物相以及化学组成进行调控。由X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等表征结果可知,F^- 诱导生成纳米片支撑纳米线阵列,成分为稳定的NiCo LDH结构;Cl^-/Br^- 诱导生成纳米线,成分为碱式碳酸钴。从电化学测试结果可知,形貌和晶型对电化学性能有显著的影响。其中Cl^- 调控的电极在120 ℃下反应3 h时,其形貌为纳米线,晶型偏向无定形,此时性能最优;在2 mA/cm²电流密度下不仅具有最大的面积比电容2 940 mF/cm²,且该电极与负极活性炭组装的器件具有1.8 V的大电压窗口和优异的循环稳定性。     

333.15 K K+,NH4+//Cl-,SO42——H2O和K+,NH4+//Cl-,SO42——(CH2OH)2-H2O体系固液相平衡

采用等温溶解法研究333.15 K体系（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O）和（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--（CH₂OH）₂-H₂O）[w（（CH₂OH）₂）=30%]的固液相平衡关系。测定了平衡溶液的溶解度数据及物化性质,包括密度、黏度、折射率、pH。根据实验数据,绘制了相应的干盐相图、水图及物化性质-组成图。实验中的物化性质（黏度、密度、折射率、pH）随J（2NH₄⁺）的变化呈现相似性规律。实验结果表明：在333.15 K下,体系（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O）和（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--（CH₂OH）₂-H₂O）[w（（CH₂OH）₂）=30%]的相图相似,均含有一个四元共饱和点,四条单变曲线及四个固相结晶区域。这两个体系均为复杂体系,存在（K,NH₄）Cl、（NH₄,K）Cl、（K,NH₄）₂SO₄、（NH₄,K）₂SO₄四种固溶体。实验所获数据和结论,可优化以硫酸盐型固体废弃物为硫酸根来源,转化法生产硫酸钾工艺。     

Al2O3@TiO2复合生物载体的制备及其BSA吸附特性

通过钛酸盐和氧化钛溶胶两种制备途径在氧化铝（Al₂O₃）支撑体外包覆介孔氧化钛（TiO₂）层,分析了这两种途径制备的氧化钛表面结构与性质的差异及其对于BSA蛋白吸附性能的影响。以粒径分别为0.37、10.4和21.8 mm的三种氧化铝支撑体作为基材,用XRD、Raman分析了两种路径制备的氧化钛晶型均为锐钛矿相;N₂吸脱附分析其比表面积均在（100±10）m²·g^-1,两者具有相似的介孔结构。FESEM分析发现钛酸钾溶胶制备的氧化钛的形貌受到支撑体孔径的影响。对于在牛血清蛋白（BSA）吸附实验中,钛酸钾溶胶法包覆的20 mm粒径复合载体（SP20@K-TiO₂）吸附量为22.18 mg·g^-1,高于相同条件下氧化钛溶胶制备的Al₂O₃@TiO₂复合载体。SP20@K-TiO₂ 中TiO₂吸附量为150.88 mg·g^-1,相比于TiO₂粉体,复合载体中TiO₂对BSA蛋白吸附的性能得到提升。     

硼高效掺杂LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料及其性能提升机制

高键能异质原子的高效掺杂是稳定高电压LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（NCM）三元正极材料并提升其电化学性能的有效策略。借助含硼前体在二次颗粒表面富集及随后高温煅烧强化B³⁺体相扩散的策略,构建了硼离子高效掺杂NCM正极材料（NCM-B）。引入B—O键（键能：809 kJ·mol^-1）抑制了电化学反应过程中晶格氧析出,进而稳定材料的氧离子框架;此外,表面残余的高锂离子导体Li₂O-B₂O₃包覆层可以在一定程度上稳定电极-电解液界面。与改性前NCM相比,改性后的NCM-B正极材料在3.0~4.5 V电压区间的可逆比电容量可以达到193.7 mA·h·g^-1,在10 C大功率下,比电容量仍保持120 mA·h·g^-1（NCM仅为78.2 mA·h·g^-1）。1 C下连续循环100圈后,比电容量保持率从73%提升到90%。表面富集和扩散强化的思想也有望实现其他正极材料的高效掺杂。