活性碳纤维载银工艺及其表面银颗粒的形态特征

以自制粘胶基活性碳纤维（ＡＣＦ）为载体，通过真空浸渍和真空热分解的方法在其表面沉积银，制得了载银活性碳纤维（ＡＣＦ（Ａｇ）。研究了载银工艺参数对ＡＣＦ（Ａｇ）的银含量、表面银颗粒大小、分布及形态的影响规律，提出了银颗粒的形核与长大机制；此外，还分析了银颗粒与ＡＣＦ结合力的影响因素。     

杂多酸固载催化剂的合成及窄分子量纤维素制备的研究

通过水热合成法制备MCM-41型介孔分子筛,采用浸渍法负载磷钨酸于MCM-41介孔分子筛中,煅烧得到新型HPW/MCM-41固载催化剂。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)和扫描电镜(SEM)对固载催化剂进行表征;考察催化剂对棉纤维催化降解反应的性能。结果表明,新型HPW/MCM-41固载催化剂即持有了磷钨酸的Keggin结构,同时又保持了分子筛的完整介孔结构,具有催化、筛分双重性能。棉纤维催化降解反应数据显示,磷钨酸负载量、反应温度、催化剂用量、液固比及停留时间均影响HPW/MCM-41降解纤维素的性能。在单因素实验最佳反应条件下,棉纤维素降解产物的分子量分布较为均匀,降解产物的产率较优。     

用于分离CH4/CO2的分子筛型PAN-ACF的制备和性能

以聚丙烯腈基预氧纤维毡（PAN－OF）为原料，经过空气氧化和CO2活化制备出对CO2／CH4具有较好筛分性能的分子筛型聚丙烯腈基活性碳纤维毡（PAN－ACF），采用电子天平，变压吸附（PSA）技术，XPS分析表征了分子筛型PAN－ACF的吸附性能和表面结构，结果表明，所制PAN－ACF样品对CO2／CH4吸附的选择性为7－11，当吸附压力为0.15MPa时，所产CH4的浓度达到99．9％，随着吸附的压力升高甲烷气的浓度下降，XPS结果表明经该法处理的样品，其类石墨微晶间以sp^3杂化碳氧单键相联，并出现腈类及酰胺类基团。     

银型抗菌活性碳纤维的结构及其抗菌性能的研究

利用活性碳纤维的高效吸附性能,通过浸渍法把银、银盐等金属或金属化合物吸附沉积在活性碳纤维上,并对其进行适当处理,制备出含细小银化合物或金属银颗粒的活性碳纤维。利用扫描电镜,X－射线衍射,ICP发射光谱等分析测定方法研究了银型抗菌活性碳纤维的结构。研究了这类银型抗菌活性碳纤维对大肠埃氏杆菌（Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌（Staphylococlus aureus)的杀灭效果。结果表明,这类银型抗菌活性碳纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有很强的杀灭能力,经其处理后,水中的大肠杆菌和金黄色葡萄菌被完全杀灭。对每次使用后被洗脱的银含量测定表明,水中所含银浓度低于饮水标准的要求。     

介孔TiO2载银纳米复合材料的制备及性能研究

运用醇热法制备介孔二氧化钛(m-TiO_2),并借助光还原法制备m-TiO_2载银(m-TiO_2/Ag)复合材料,通过透射电镜和X射线衍射等手段对复合材料的形貌和组成进行表征,并以亚甲基蓝(MB)的脱色降解来表征不同Ag含量样品的光催化性能,通过生长曲线、最小抑菌浓度和抑菌环对其抗菌性能进行表征。结果表明:用醇热法制备的m-TiO_2是以锐钛矿为主含有少量板钛矿的混晶,金属Ag颗粒沉积在m-TiO_2表面;纳米银负载可显著提高mTiO_2的可见光光催化性能;亚甲基蓝的光催化降解反应遵循一级反应动力学模型;m-TiO_2/Ag复合材料的抗菌性能随着载银量的增加而逐渐提高。     

载Ag白炭黑抗菌剂的制备及性能研究

以AgNO₃为原料，沉淀白炭黑为载体，采用浸渍法制备载Ag白炭黑抗菌剂，以大肠杆菌为例测试了样品的抗菌性能，并对其抗菌过程进行初步分析。利用单因素实验讨论了银离子浓度、反应温度、反应时间和搅拌速度对载Ag白炭黑抗菌率的影响，确定最优制备条件为：银离子浓度0.2mol/L,反应温度80℃,反应时间1.5h,搅拌速度400r/min。在此条件下制备的载Ag白炭黑具有超过99%的抗菌率，银负载量可达3.0%。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和激光粒度仪对载Ag白炭黑的物相结构、形貌特征、化合价和粒度分布进行了表征。结果表明：载银白炭黑为蓬松的、多孔的无定型结构，平均粒径为9.9μm,其中，银以纳米Ag单质的形式存在，均匀负载在二氧化硅表面和孔道上。     

纳米介孔分子筛的合成、表征与催化性能的研究

以硅酸钠为硅源、偏铝酸钠为铝源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,两步水热法合成出了有序性好、热稳定性与水热稳定性高的介孔分子筛.XRD、AFM、TG、RT-IR、BET比表面和孔径测定以及热稳定性和水热稳定性研究表明:制得了粒径为30～50nm的纳米级介孔分子筛,并且所制备介孔分子筛的比表面积大于800m2/g;在1123K以上热稳定性好;100℃水热处理10天后有序性、孔径和比表面都没有明显的变化.负载Pt样品对苯加氢反应的催化性能研究表明,反应温度250℃、3.0MPa下,载Pt样品的苯加氢活性和选择性都接近100%,连续反应30h催化活性没有明显的降低.     

以活性碳纤维作为蓄氢电池的二次电极

一、序言沥青基碳纤维(KCF)在KBr或KOH电介液中作为钾电极的作用情况已有报道其后,又报道了在KOH电介液中,把活性碳纤维(ACF)作为负极使用时,电通量密度为KCF的4倍左右,且电极反应的主体是定性的作为氢电极。本文研究电极特性和蓄氢量随着ACF的热处理温度的关系。     

载银活性碳纤维对气态汞吸附特性的实验研究

采用银氨溶液浸渍活性碳纤维的方法,制得载银量为14.07%的载银活性碳纤维吸附剂.利用管式炉对载银活性碳纤维筒状吸附体进行汞吸附性能试验.研究发现:气体汞浓度为5263.5μg/m3、H2O(g)体积分数为7%、吸附温度90℃、气体在吸附体的停留时间为0.1s条件下,筒式吸附体在前30min内汞吸附效率98%以上,吸附300min后汞吸附效率仍在20%以上.研究还表明,温度升高,汞吸附效率降低;停留时间延长,汞吸附效率增加;H2O(g)的存在有利于汞吸附,但H2O(g)含量过高又使汞吸附效率略有降低.扫描电镜分析发现,汞只吸附在含银活性点上,吸汞前形状不规则的银粒子与汞结合后变成形状较规则的银汞齐颗粒,且主要分布于活性碳纤维微晶的晶棱交界处.     

氢氯噻嗪／MCM-41载药体系的制备与缓释作用研究

用微波辐射法合成介孔分子筛MCM-41，采用浸渍法将利尿药物氢氯噻嗪组装到介孔分子筛MCM-41孔道中，用XRD、低温N2吸附、IR对MCM-41及药物组装体进行了表征；研究了组装体的载药量、载药时间、在体外人工胃液中的释放等。结果显示合成的分子筛MCM-41具有规则的孔径结构，比表面积为1211m^2/g；分子筛MCM-41作为药物的载体具有较短的载药时间（t=26h），较大的载药量48％（m（药物）/优（载体）），较低的释放速率，表明制得了氢氯噻嗪／MCM-41缓释释放体系。     

银型抗菌活性碳纤维的结构及其抗菌性能的研究

利用活性碳纤维的高效吸附性能 ,通过浸渍法把银、银盐等金属或金属化合物吸附沉积在活性碳纤维上 ,并对其进行适当处理 ,制备出含细小银化合物或金属银颗粒的活性碳纤维。利用扫描电镜 ,X 射线衍射 ,ICP发射光谱等分析测定方法研究了银型抗菌活性碳纤维的结构。研究了这类银型抗菌活性碳纤维对大肠埃氏杆菌 (Escherichiacoli)和金黄色葡萄球菌 (Staphylococlusaureus)的杀灭效果。结果表明 ,这类银型抗菌活性碳纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有很强的杀灭能力 ,经其处理后 ,水中的大肠杆菌和金黄色葡萄菌被完全杀灭。对每次使用后被洗脱的银含量测定表明 ,水中所含银浓度低于饮水标准的要求     

银在活性炭纤维上的吸附及分布

采用水蒸气、氯化锌或磷酸活化等方法，通过控制不同的活化时间，制备了若干系列的沥青基活性炭纤维，研究了这些活性炭纤维对银离子的还原特性及金属银颗粒在活性炭纤维表面的分布形态。结果显示，纤维表面的金属银颗粒即有微米级粒子，也有纳米级粒子。随制备方法及溶液中银离子的初始浓度不同，还原吸附在纤维表面上的银离子的粒径不同。活性炭纤维的微孔丰富，石墨化程度低，还原吸附的银颗粒相对较细；石墨化程度高，表面化学反应性强，则还原吸附的银颗粒相对较粗。因此，通过调整纤维的制备方法及溶液的银离子浓度，可控制还原吸附到纤维表面上的银粒子基本为纳米级粒子。     

活性炭纤维对贵金属的吸附

活性炭纤维（ACF）具有优越的氧化还原吸附特性，通过创麻基活性炭纤维（水蒸气活化和磷酸化学活化）与硝酸银溶液反应而将银引入纤维中，X射线衍射分析表明ACF上负载的都是纳米银热处理可使它们的畸变减小且在高于150℃时才长大此外，用其它基体的ACF也可还原吸附贵金属离子（Au+、Pt4+、Pd2＋），并得到晶体生长有取向的纳先资金属粒子复合的活性炭纤维     

Novel Nanomaterials Synthesis by Laser-Liquid-Solid Interaction

A novel laser-liquid-solid interaction (LLSI) technique has been developed that is highly flexible and allows engineering nanomaterials in form of particles, rods, and tubes from liquid precursors. Synthesis reaction takes place in a molecular level and reaction rate is controlled by laser energy input, precursor solution chemistry, and other processing parameters including interaction time, and thermal conductivity of solid that is spinning in the solution. By the proper selection of liquid precursor, mono-dispersed silver nanoparticles were produced with average particle size 7-10 nm. Alloy composed Ag and Ni were produced in the form of nanoparticles and nanotubes with an average diameter of 40 nm. HRTEM of nanorod exhibited that Ag acted as seed for the synthesis of immiscible of Ag-Ni alloy. Laser writing of silver exhibited 50% lower electrical resistivity and eliminated many intermediate steps involved as compared to conventional silver patterning process.     

TiO2/Ag型抗菌活性碳纤维的制备和性能表征

采用涂覆和焙烧的简便方法,将载银二氧化钛(TiO2/Ag)均匀地沉积在活性碳纤维表面.利用扫描电镜、氮气吸脱附等对活性碳纤维结构进行表征,研究发现活性碳纤维的微孔结构、活性碳纤维的高吸附性能基本保持不变.利用改良抑菌圈法研究了这类TiO2/Ag活性碳纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌和链球菌的杀灭效果.结果表明,因Ag和TiO2相互协同作用,TiO2/Ag活性碳纤维的抗菌性大大提高,当Ag含量为0.5%时,在37°C培养4小时后,TiO2/Ag活性碳纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌就有很强的抗菌能力.由于TiO2特殊的光催化特性,使TiO2/Ag活性碳纤维不仅适用于水的净化抗菌处理,更适用于空气的净化抗菌处理.     

Structure and antibacterial activity of silver-supporting activated carbon fibers

In this paper, several kinds of silver supporting activated carbon fibers (ACF-Ag) were prepared by the reduction adsorption on activated carbon fiber (ACF) activated with steam or H₃PO₄ using sisal, viscose and pitch fiber as precursors. Their pore structure and surface chemistry were characterized using nitrogen adsorption, XPS, WXRD and ICP quantitative analysis. Their antibacterial activities were tested. The results showed that metallic silver particle in micron or nano-scale size could be easily and dispersedly supported onto the surface of ACF using reduction property of ACF without largely decreasing their specific surface area. The ACF-Ag showed strong antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The antibacterial activity has closed relationship with the precursors, the method of activation, silver content and the specific surface area of the ACFs. Generally, higher silver content and higher specific surface area provide the materials stronger antibacterial activity. ACF activated with phosphoric acid, due to the presence of certain amount of organic phosphoric groups on the surface, showed stronger antibacterial activity than those activated with steam. The antibacterial materials can be easily regenerated without decreasing their antibacterial activity and without releasing large amount of silver from the solid phase.     

载Ag活性碳纤维的制备及其杀菌性能评价

采用浸渍法对活性碳纤维(Activated Carbon Fiber,ACF)改性,以糖类物质同时作为还原剂和保护剂,通过水热反应在改性ACF上原位生长纳米Ag颗粒(nano AgP),得到载纳米银ACF(ACF-nano AgP),将其用于饮用水杀菌研究。表面特性、Zeta电位、EDS和XRD等测试表明,不同改性ACF表面生成了数量和形貌各异的单质Ag颗粒。分别通过KMnO4(0.4mol·L-1)、NH3·H2O(3mol·L-1)和HNO3(65%~85%)浸渍24h后获得的改性ACF具有更优的载nano AgP性能,三种改性的ACF-nano AgP均对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有不同程度的抑制和杀灭作用,经HNO3改性后的ACF-nano AgP在2h内对饮用水杀菌率达到100%。将HNO3、NH3·H2O改性后的ACF-nano AgP作为电极材料,10 min对饮用水杀菌率超过97%。但是,随着ACF-nano AgP使用次数的增加,微生物残体逐渐附着于电极孔隙表面,导致其杀菌效率有所降低。通过反向接电可实现对少量流失nano AgP的100%回收,有效解决了nano AgP流失的潜在危害,确保饮用水质安全。     

抗菌羟基磷灰石的一步合成及其表征

采用共沉淀法制备羟基磷灰石(HAP),将硝酸银均匀加入反应体系中,通过温度、酸度和搅拌状态控制实现一步合成载银羟基磷灰石(Ag/HAP),该法操作简单,载银均匀,载银量易于控制,克服离子交换法和机械混合法载银的不足,其载银机理包括共沉淀和离子交换载银。所得Ag/HAP经750℃高温处理,未见分解,其结晶度提高,用最小抑菌浓度法(MIC)测得Ag/HAP对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抑菌性,其最小抑菌浓度为7.385×10-5。     

介孔石墨相氮化碳载银聚醚砜膜制备及性能研究

膜污染一直是膜分离应用中的主要问题。将不同量的介孔石墨相氮化碳载银(m-g-C₃N₄/Ag)以共混法引入铸膜液中, 通过相转化法制备聚醚砜(PES)纳米复合膜, 系统研究了m-g-C₃N₄/Ag的添加对纳米复合膜形貌、过滤、抗菌、光催化和抗污染性能的影响。结果表明, m-g-C₃N₄/Ag的添加可以改善纳米复合膜的断面结构及表面亲水性。与纯PES膜相比, 纳米复合膜纯水通量随着掺杂量的增加显著提高, 各个样品对蛋白质的截留率均在90%以上, 表明m-g-C₃N₄/Ag的添加在不影响截留性能的前提下, 可以显著提高纳米复合膜的过滤性能。纳米复合膜的抗菌性能随着m-g-C₃N₄/Ag含量的增加而提高, 其中对铜绿假单胞菌的抗菌效果明显高于大肠杆菌。纯PES膜在光照下几乎不发生光降解。相比之下, 所有添加m-g-C₃N₄/Ag的纳米复合膜在可见光照射下均呈现良好的光催化性能, 且光催化活性随着m-g-C₃N₄/Ag的增加而逐渐增强。其中m-g-C₃N₄/Ag添加量最高的纳米复合膜显示出最明显的光催化作用, 在120 min内甲基橙的脱色率可达63%。通过四步过滤实验对所有膜的综合抗污染性能进行表征, 可知所有纳米复合膜通量恢复率均显著高于纯PES膜。水洗和可见光照射后所有膜的膜通量恢复率皆进一步提高。综上所述, 添加m-g-C₃N₄/Ag可以显著提高聚醚砜膜的抗菌性、可见光下光催化降解染料性能, 进而改善其综合抗污染性能。