水化硅酸钙的制备及磷回收性能表征

以电石渣和白碳黑分别作为钙质和硅质原料,采用水热法制备具有磷回收特性的水化硅酸钙。研究了制备条件对水化硅酸钙磷回收性能的影响,采用XRD揭示了水化硅酸钙的磷回收机制。通过BET、SEM表征了水化硅酸钙的微观结构,考察了水化硅酸钙的溶钙供碱能力。钙硅摩尔比为1.6∶1,水热反应温度为170℃,水热反应时间为4.5h,搅拌强度为90r/min的条件下所制备的水化硅酸钙,其磷回收产品中的磷含量达到18.64%。该材料具有多孔结构,比表面积达到113.3572m2/g,能够溶出的Ca2+浓度为3.52mg/g,这些溶钙供碱特性使得该材料能够在pH值=9.0的环境下以羟基磷酸钙的形式从污水中回收磷。     

La-Mo/SiO2催化剂的制备及其催化柴油深度氧化脱硫研究

以聚乙二醇(PEG)作为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备了镧离子修饰的SiO2负载型磷钼酸催化剂La-Mo/SiO2,并对其进行了FT-IR、XRD、SEM和比表面积及孔隙结构分析等表征。结果表明,制备中引入分散剂PEG及镧离子改性后,催化剂保持了磷钼酸的Keggin结构,同时促进了MoO3在SiO2表面的高度分散,催化剂的比表面积和孔体积也得到提高。在H2O2氧化脱硫体系中考察了不同制备条件下的催化剂及体系反应条件对模型油脱硫效率的影响。结果显示,最佳条件下合成催化剂且在其用量0.05g、氧化剂H2O2用量0.20mL、反应温度70℃时,二苯并噻吩(DBT)反应3h的脱除率为95.2%,苯并噻吩(BT)反应5h的脱除率为59.2%。     

表面改性对活性炭孔结构及热电转换性能的影响

为探究表面改性对活性炭孔结构及热电转换性能的影响,使用HNO_3和KOH在不同条件下对活性炭进行表面改性,用N2吸附法和XRD图谱表征活性炭改性前后孔结构和石墨化程度的变化。结果表明,改性后活性炭的比表面积和孔容提高,平均孔径减小,并存在石墨晶体结构。干法改性活性炭的比表面积和总孔容由1 077.880m~2/g和0.763cm~3/g分别增加到1 635.268m~2/g和1.128cm~3/g,并且微孔的孔容增加。改性处理可以去除活性炭中的杂质。分别以改性前后活性炭为材料制备固体电极,KCl为电解液,测试活性炭电极的热电转换性能,发现改性后活性炭具有更高的热电转换性能。     

整体型环氧树脂大孔聚合物的制备与表征

用三亚乙基四胺(TETA)作为固化剂,通过双酚A环氧树脂在聚乙二醇(PEG)介质中的聚合反应诱导相分离制备具有三维骨架结构的整体型环氧树脂大孔聚合物。固定PEG1000与PEG2000的质量比为6∶1,分别研究了环氧树脂与PEG的比例关系和TETA的用量对整体型大孔聚合物孔结构的影响,用FT-IR、SEM、BET和MIP对整体型大孔聚合物进行表征并将其用于重金属离子的吸附。结果表明,改变环氧树脂与PEG的比例关系或者TETA的用量都可以调控大孔聚合物的孔结构,其孔径为0.1~1μm。孔径最小的整体型大孔聚合物比表面积最大,约84.4m~2/g,但孔径较大的整体型大孔聚合物对重金属离子(Cu~(2+))的吸附性能更好,吸附量高达113.1mg/g。     

镁铝水滑石纳米片可控制备及其吸附性能研究

在聚乙二醇(PEG)存在的条件下,通过一步水热法合成了晶相单一的六方片状镁铝水滑石层状双氢氧化物(LDH)。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、N2吸附、UV-Vis紫外-分光光度计和zeta电位仪等对产物进行了表征。考察了PEG活性剂对水滑石形貌及性能的影响。结果表明,添加活性剂改性后制备的六边形水滑石纳米片形貌规整均一,宽约几微米,厚度约为100~200 nm,纳米片间易形成交叉支撑结构,分散性好,比表面积为203.5 m2/g。在室温,焙烧后的Mg AlLDO对浓度为100 mg/L的刚果红30 min内去除率可达97%,饱和吸附量为243.5 mg/g。     

聚乙二醇对环氧胶衣温度冲击开裂性能的影响

为开发一种满足航空环境要求的新型环氧胶衣,首先,研究了不同分子量、不同含量的聚乙二醇(PEG)改性环氧胶衣在室温下的冲击韧性及冲击断面形貌;然后,采用一种简单温度冲击试样模型,着重研究了PEG改性环氧胶衣在温度冲击(-50℃/30 min+90℃/30 min)下的开裂性能,并通过分析热膨胀及储能模量等的变化趋势对其进行了验证。结果表明:5wt% PEG-1000改性环氧胶衣的冲击强度比未改性环氧胶衣的提高了31.8%,达到最高值4.97 kJ·m-2;PEG-1000和PEG-2000改性环氧胶衣的冲击断面呈现出更明显的塑性变形形貌,胶衣的冲击韧性得到提高;15wt% PEG-400改性环氧胶衣在温度冲击下的宏观初始开裂性能达到最佳,平均初始开裂需要进行10.4次循环;改性环氧胶衣的耐开裂扩散性能基本上随着PEG分子量和含量的增加而提高,但裂纹宽度也会随PEG分子量的增加而扩大。      

丝瓜络基活性炭电极材料的制备及其电化学性能表征

以丝瓜络作为前驱体,KOH为活化剂,在不同温度下炭化、活化制备活性炭,并将其作为超级电容器电极材料。采用N2吸附及电化学测试对活性炭的孔结构和电化学性能进行了表征,研究了炭化温度、碱炭比对活性炭电极材料孔结构和电化学性能的影响。结果表明:丝瓜络经过一步炭化即可制备出电化学性能优异的炭材料,经过KOH活化后比电容明显增加,在碱炭比为2时制备活性炭的比表面积、总孔容分别达到1549m2/g和0.901cm3/g,比电容达到228F/g,是未活化炭化物比电容的2.5倍,是一种理想的电极材料。活性炭作为电极材料,其比表面积存在一个最佳值,孔的容积、大小和形状对电解质离子的储存、扩散有着重要作用,对电化学性能有很大影响。     

1,3,5-三甲苯扩孔改性硼掺杂有序介孔炭

以F108为模板剂,1,3,5-三甲苯(TMB)为有机扩孔剂,采用溶剂挥发诱导自组装的方法成功制备出了具有较大孔径、比表面积和有序性高的硼掺杂有序介孔炭。探究了扩孔剂用量对硼掺杂介孔炭结构的影响,并对其电化学性能和扩孔机理进行了分析。结果表明,当扩孔剂与模板剂的用量比为1.5时,所得的介孔炭TMB-1.5的孔径最大(4.2nm),比表面积最高(666m~2/g)。相对于未扩孔改性的介孔炭,孔径和比表面积分别提高了5%和10%。扩孔改性后的硼掺杂介孔炭具有良好的电化学性能,在0.2A/g电流密度下的比电容高达235F/g。     

聚乙二醇辅助光化学制备SnO2及其光催化性能

采用硫酸亚锡作为锡源,加入4种不同分子量的聚乙二醇(PEG),于低功率紫外光辐照下制备二氧化锡。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和比表面测试对其结构与形貌进行表征。考察聚乙二醇分子量变化对产物结构和光催化性能的影响。所制备SnO2的形貌尺寸、比表面积以及其光催化性能与使用PEG的分子量密切相关,分子量越大,所制备SnO2粉体尺寸越小,分布越均匀。以甲基橙为目标降解物进行光催化实验,结果表明,分子量为6000的聚乙二醇诱导制备的二氧化锡在模拟可见光和紫外光照下均显示了较高的催化活性。     

椰壳活性炭孔结构对Li-S电池性能的影响

以椰壳为原料,采用化学活化法制备不同比表面积和孔结构的活性炭,通过改变制备工艺参数来调节活性炭的比表面积和孔结构。将活性炭负载60%(质量分数)硫后,作为锂硫电池的正极材料,研究活性炭孔结构对锂硫电池性能的影响。结果表明:随着活性炭比表面积的增加,中孔比例增加,锂硫电池比容量逐步提高。其中,当活化剂与炭化料的质量比为4时,活性炭的比表面积达到2900m2/g,中孔率达到15.36%。在电流密度为200mA/g时,首次放电比容量高达1294.5mAh/g,循环100次后的可逆比容量仍然高达809.3mAh/g。     

复合改性对沸石物化性质及脱氮除磷抗菌的影响

对天然沸石进行Na Cl-焙烧改性、La Cl3调控,再载入银离子制备出复合沸石。研究发现,复合沸石对污水氨氮和磷的去除率分别可达91.66%和90.09%,抗菌率达到96.58%。在此基础上,运用扫描电镜(SEM)和能谱图分析(EDS)、红外光谱图分析(IR)、离子交换容量(CEC)、比表面积与孔径分析等手段对改性复合后的沸石进行结构表征,来进一步探究复合改性对沸石物化性质及脱氮除磷抗菌性能的影响。结果表明,天然沸石经改性复合后,孔道被拓宽,孔容积、比表面积等均有所增加。复合沸石Na、La和Ag含量增加,Ca、Mg等含量相应的减少。改性复合后沸石的阳离子交换容量与天然沸石比均有提高。     

有序介孔碳材料的表面改性及电化学性能研究

选用HNO3对有序介孔碳材料进行表面改性。通过红外光谱、氮气吸-脱附等测试手段对介孔碳(OMC)和硝酸改性介孔碳(OMC-H)的结构进行表征。采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等测试比较OMC和OMC-H的电化学性能。结果表明,改性后OMC-H的孔结构发生了变化,OMC的介孔孔径增大,比表面积和孔体积减小。同时,改性也改善了超级电容器的电化学性能。OMC-H单电极在1 m V/s的比电容为262 F/g,高于OMC单电极的比电容(205 F/g)。改性后OMC-H电容器的电荷转移阻抗明显减小。OMC-H电容器欧姆电压降明显小于OMC,表明硝酸改性后介孔碳电极的等效串联内阻减小。改性后OMCH电容器充放电1 500次以后,比电容趋于稳定在58F/g,相比改性前OMC电容器的49 F/g有明显的增加。     

氮/磷双掺杂聚吡咯基多孔碳的制备和电容特性

以聚吡咯为碳源,通过一步碳化-活化法制备了氮/磷双掺杂分级孔结构的多孔碳。在6mol/L KOH和1mol/L Na2SO4电解液中研究了所制备多孔碳的电化学电容性能。研究表明,活化后的碳材料A-Z0比表面积高达1 433m~2/g,总孔体积为0.96cm~3/g,氮和磷元素的含量分别为1.78%和0.24%,证明A-Z0为氮/磷双掺杂的高比表面积的多孔碳。由于高的比表面积、分级孔道结构以及氮/磷官能团的协同作用,A-Z0材料表现出较为优异的电化学特性。在电流密度为0.5和30A/g时,其比电容分别达到209.3和176F/g,显示出高的比电容和倍率特性。此外,该材料也显示出优异的循环稳定性(4A/g下循环10 000圈后电容保持率为98%)。在中性电解液中,A-Z0组装成的对称两电极电容器呈现出高的能量密度(13.3 Wh/kg),表明该材料在超级电容器等领域具有潜在应用前景。     

聚乙二醇对磷酸铁锂形貌及电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了LiFePO4。研究了聚乙二醇对LiFePO4材料形貌和电化学性能的影响。结果表明,添加聚乙二醇制备的材料具有更小的粒径,更大的比表面积;该材料以0.2C、1C、5C、10C的倍率放电,首次放电比容量分别达到143.9mAh/g、133.4mAh/g、124.2mAh/g、112.7mAh/g,比没添加聚乙二醇制备的材料具有更好的倍率性能。     

高比表面积多孔炭质材料的孔结构特性及对苯酚的吸附

将中草药药渣微波干燥后经碳化、KOH活化制备出具有较高比表面积的多孔炭质材料。采用比表面积及孔隙分析仪测定其N_2吸附脱附等温线;采用扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪对介孔材料表面显微结构、及物相变化进行了表征,并分析了多孔炭材料对苯酚的吸附性能。研究结果表明,当炭碱质量比1∶4时,制备的改性多孔炭材料具有丰富的多孔结构,其比表面积达2079.25m~2,介孔率达到79.10%;多孔炭材料对苯酚的饱和吸附量达到187.5mg/g。苯酚在多孔炭材料上的吸附行为符合Langmuir吸附模型。     

高温改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)的吸附研究

将凹凸棒石经低温煅烧改性,得到一种改性凹凸棒石材料,以提高凹凸棒石的吸附性能,通过BET(比表面积分析)和FT-IR(红外光谱仪)等实验技术及吸附含铬离子废水来袁征凹凸棒石的性能.实验结果表明高温改性可以提高凹凸棒石的比表面积及其吸附性能;当改性温度为350℃时,可以获得最大的比表面积为140.7m2/g.当凹凸棒石用量为10g/L、溶液pH为2,吸附时间为1h,去除率可以达到98％.     

聚乙二醇聚合度对介孔η-Al2O3纤维形貌及吸附能力的影响

分别以2种不同聚合度的聚乙二醇（PEG）PEG600和PEG2000为模板导向剂,采用水热法合成η-Al₂O₃（PEG600）和η-Al₂O₃（PEG2000）介孔纤维,借助XRD、TEM和N₂吸附测试对材料进行表征,研究了PEG聚合度对介孔η-Al₂O₃纤维性质的影响。通过静态吸附平衡实验考察了介孔η-Al₂O₃纤维对亚甲基蓝的吸附特性。结果表明：2种模板导向剂均可用于合成介孔η-Al₂O₃纤维。PEG聚合度对介孔结构、比表面积、孔体积和孔径有较大影响。η-Al₂O₃（PEG600）的比表面积和孔体积分别为189.899 m²·g^-1和0.329 cm³·g^-1,分别是η-Al₂O₃（PEG2000）的1.4倍和1.2倍,平均孔径也比η-Al₂O₃（PEG2000）的大。2种介孔η-Al₂O₃纤维对亚甲基蓝的吸附机制均为多分子层吸附。根据BET多层分子吸附方程计算得η-Al₂O₃（PEG600）和η-Al₂O₃（PEG2000）对亚甲基蓝的平衡吸附量分别为256.391 3 mg·g^-1和204.045 9 mg·g^-1。     

PEG/CPB复配改性二氧化铅电极的制备和性能

用电沉积法制备表面活性剂聚乙二醇（PEG）和溴化十六烷基吡啶（CPB）复配改性PbO₂电极,用SEM、XRD、电化学阻抗谱（EIS）和线性极化扫描（VA）等方法对其微结构和电化学性能进行了表征。结果表明,PEG/CPB复配改性在改善PbO₂镀层微结构中产生协同增效作用,使电极表面颗粒进一步细化均匀;复配改性电极明显提升了苯酚的催化降解活性,在2.5 h内对100 mg·L^-1苯酚溶液的降解率为98.7%。PEG/CPB复配改性电极电催化活性的提升与电极的活性表面积增大、电化学反应电阻减小和析氧电位的提高有关。     

硅酸钠/聚乙二醇浸渍改性杨木工艺及性能研究

目的 为了提高速生杨木的物理力学性能、尺寸稳定性、热稳定性等性能，以硅酸钠(Na2SiO3)溶液和聚乙二醇(PEG)溶液为改性剂，旨在提高杨木的力学性能、尺寸稳定性以及耐热性能，并探究硅酸钠质量分数、聚乙二醇质量分数以及分子量对改性杨木性能的影响，获得最佳浸渍工艺。方法 运用单因素试验法探究硅酸钠质量分数、聚乙二醇质量分数、聚乙二醇分子量3个因素对改性杨木浸渍效果的影响。通过最佳浸渍工艺制备硅酸钠/聚乙二醇改性杨木与硅酸钠改性杨木，并测定其顺纹抗压强度、表面硬度、吸湿体积膨胀率等性能和结构表征，探究其与未改性杨木的差异。结果 通过单因素试验结果可知，以质量分数为10%的Na2SiO3、PEG-400以及质量分数为5%的PEG-400的浸渍工艺制备出改性杨木性能较佳。硅酸钠/聚乙二醇杨木改性材的顺纹抗压强度、抗弯强度、端面硬度、径面硬度和弦面硬度较未改性杨木的分别提高了69.4%、19.1%、42.2%、39.5%、19.2%，吸湿体积膨胀率较硅酸钠改性材降低了40.0%。结论 速生杨木经过硅酸钠/聚乙二醇改性后的力学强度，相较于单独硅酸钠改性杨木的力学强度有所提升，尺寸稳定性能增强，因此在性能及应用方面，硅酸钠/聚乙二醇改性杨木更具优势。     

竹基活性炭的煅烧-铵盐复合改性及表征

采用煅烧-铵盐复合改性方法制备了室温甲醛去除用竹基活性炭，并运用热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、N₂吸附脱附仪等分析了复合改性对样品热稳定性、组织结构、比表面积和表面官能团的影响规律。结果表明：经煅烧-铵盐复合改性的竹基活性炭样品由非晶体组成，样品表面富含羟基、■、C—H或O—H等官能团，样品中含有大量的介孔、大孔等，其比表面积、孔容分别为164.21m²/g、0.1363mL/g,分别是未改性样品的195.49倍、10.65倍，从而使样品的室温甲醛去除率达到97.21%,比未改性样品增加了46.99%。煅烧-铵盐复合改性有利于改善竹基活性炭的孔结构、表面性质等，从而提高其室温甲醛去除性能。