磁性吸附剂Fe_3O_4/CS/ATP的合成及对亚甲基蓝的吸附特性

以壳聚糖(CS)和三聚磷酸钠为载体,以活化凹凸棒土(ATP)和四氧化三铁磁性纳米粒子(Fe_3O_4)为目标包裹物,采用离子凝聚法制备了一系列的Fe_3O_4/CS/ATP磁性复合材料.利用透射电子显微镜(TEM)对其材料结构和形貌进行了表征,并考察了复合材料对亚甲基蓝(MB)的吸附性能.结果表明:壳聚糖薄膜和四氧化三铁纳米颗粒成功包裹在凹凸棒土表面;在pH=2,吸附剂为0.02g,时间为45min,亚甲基蓝浓度为50mg/L,吸附容量可达66.32mg/g.Fe_3O_4/CS/ATP磁性复合材料亚甲基蓝(MB)的吸附符合Langmuir等温模型,吸附动力学符合准二级动力学模型,计算热力学参数的值可确定此吸附过程是可以自发进行的吸热过程.     

GO/APT复合材料对水中Cd(II)的吸附研究

将氧化石墨烯(GO)与凹凸棒土(APT)通过插层化学的方法制备了氧化石墨烯/凹凸棒土(GO/APT)复合材料,并研究了其对水中Cd(II)的吸附性能,考察了pH值、温度、吸附时间和吸附剂的用量等因素对吸附性能的影响.研究结果表明:制备的GO/APT复合材料具有优异的吸附性能.在温度为298 K、pH值为7、t=24 h条件下,该复合材料对水中Cd(II)的最大吸附量为216.0 mg·g^-1,其吸附等温线符合Langmuir方程、吸附过程可用准1级动力学方程描述.吸附热力学研究表明该吸附过程属于自发吸热过程.与纯GO和APT粉末相比,GO/APT复合材料对水中的Cd(II)的吸附性能更好.     

凹凸棒负载Zn-Al-La类水滑石对磷的吸附

采用共沉淀法合成凹凸棒(ATP)负载Zn-Al-La(LDHs)类水滑石纳米复合材料,通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(IR)、X-射线衍射(XRD)对复合材料的结构和形貌进行表征,发现层片状的水滑石覆盖在棒状的凹凸棒表面,凹凸棒成功负载水滑石形成ATP/Zn-Al-La复合材料.对影响复合材料吸附效果的主要因素(pH、吸附时间、温度、溶液浓度)及吸附过程的动力学进行研究.结果表明:磷酸根的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,在40℃,溶液初始浓度为180mg/L,pH值为2,用时5h,最大吸附容量可达到60.24mg/g.     

MWNTs/掺溴聚苯胺复合材料导电性能研究

用化学氧化法和溴蒸气掺杂合成掺溴聚苯胺,通过机械共混制备MWNTs/PANI和MWNTs/掺溴PANI复合材料.复合材料表现出良好的导电性能,电导率达5～10 S·m~(-1),接近纯MWNTs的电导率.采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱研究MWNTs/掺溴PANI复合材料的导电性能和导电机理.研究表明,MWNTs和被掺杂的掺溴PANI通过π-π和p-π共轭作用形成电子转移复合物,组成了一个个独立导电单元,在复合材料的导电体系中起主要作用,随着导电单元数量增加至相互接触,形成导电网络,复合材料的电导率达到最大值.     

凹凸棒黏土负载Mg-Al类水滑石对Ni(Ⅱ)的吸附特性

研究凹凸棒黏土(ATP)负载Mg-Al类水滑石(Mg-Al-HTlc)对含Ni(Ⅱ)废水的吸附.考察pH值、投料量、吸附时间和温度对其吸附性能的影响,对吸附过程进行热力学和动力学研究.利用SEM、FT-IR和XRD等测试技术表征复合材料,分析该吸附过程存在的吸附机理.结果表明:该复合材料再生效果好,吸附过程符合Langmuir单分子层吸附,符合吸附动力学的物理扩散和化学反应,在pH=6.0,温度为50℃,初始浓度为150mg·L-1时,吸附容量最高可达80.94mg·g-1.     

凹凸棒土负载硫化纳米零价铁的制备及其去除水中As(Ⅲ)性能研究

以凹凸棒土为载体,结合硫化改性方法制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@ATP)复合材料,通过As(Ⅲ)静态吸附试验,确定了去除As(Ⅲ)效果最佳的S-nZVI@ATP复合材料制备条件:nZVI/ATP质量比为2∶1、以Na_2S_2O_3为硫化剂、S/Fe摩尔比为1∶4,并考察了As(Ⅲ)溶液初始pH、溶解氧浓度及环境温度对该复合材料去除水中As(Ⅲ)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载及硫化改性后,nZVI的颗粒团聚状况明显得到改善。在实验条件范围内,适中的溶液pH值、溶解氧浓度以及较高的环境温度均有利于S-nZVI@ATP复合材料对As(Ⅲ)的去除,该吸附过程为吸热反应,符合拟二级动力学模型,外扩散阶段主要受环境温度影响,吸附过程由颗粒内扩散和膜扩散共同控制。     

凹凸棒土负载硫化纳米零价铁的制备及其去除水中As(III)性能研究

以凹凸棒土为载体,结合硫化改性方法制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@ATP)复合材料,通过As(III)静态吸附试验,确定了去除As(III)效果最佳的S-nZVI@ATP复合材料制备条件:nZVI/ATP质量比为2∶1、以Na2S2O3为硫化剂、S/Fe摩尔比为1∶4,并考察了As(III)溶液初始pH、溶解氧浓度及环境温度对该复合材料去除水中As(III)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载及硫化改性后,nZVI的颗粒团聚状况明显得到改善。在实验条件范围内,适中的溶液pH值、溶解氧浓度以及较高的环境温度均有利于S-nZVI@ATP复合材料对As(III)的去除,该吸附过程为吸热反应,符合拟二级动力学模型,外扩散阶段主要受环境温度影响,吸附过程由颗粒内扩散和膜扩散共同控制。     

聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料的制备

通过原位聚合非二次掺杂制备了高导电性聚苯胺/氧化石墨烯复合材料.采用盐酸为掺杂酸,研究了聚苯胺/氧化石墨烯的微观形貌;探讨了盐酸浓度及氧化石墨烯（GO）用量对反应过程和复合材料导电性的影响.结果表明：聚苯胺（PANI）以球状物的形式均匀地包覆在GO表面;盐酸浓度超过0.5 mol·L-1,反应诱导期明显缩短,复合材料的导电性显著提高.在聚合体系中加入GO可延长聚合反应诱导期,但随着GO用量的增加反应诱导期缩短.当盐酸浓度为0.5 mol·L-1,GO与苯胺单体质量比超过2％时,制备的PANI/GO复合材料中GO形成导电通路,电导率较纯PANI提高一个数量级,达到1.4S·cm-1.     

ZnFe_2O_4/聚苯胺复合材料的制备及光催化性能

采用化学氧化聚合法制备了组分含量比不同的ZnFe_2O_4/聚苯胺纳米复合材料(ZnFe_2O_4/PANI),对产物进行了表征,并研究了其对罗丹明B的吸附性能和可见光下的光催化性能.结果表明:随着纳米ZnFe_2O_4与苯胺的投料质量比(wZ/A)的减小,ZnFe_2O_4/PANI中聚苯胺(PANI)的质量分数和酸掺杂度均增大,复合物的可见光吸收性能和导电性均增强;同时,PANI的修饰提高了催化剂对罗丹明B的吸附能力,平衡吸附量随着wZ/A的减小而缓慢增加;产物的光催化性能先增加、后减小,wZ/A=10%的产物的光催化性能最好,且在重复使用5次内呈现良好的催化稳定性,可磁回收.结合活性物种捕获实验结果,推测其光催化反应过程中氧化性自由基和空穴共同参与了罗丹明B的降解.     

酸改性粉煤灰Pb2+吸附效应及机制探究

粉煤灰为典型的燃煤废弃物,具有一定的重金属吸附能力。为提高其重金属吸附能力,采用酸改性法制备改性粉煤灰,通过SEM、FTIR、XRD等手段进行吸附剂表征,并探讨pH值、初始浓度、吸附剂投加量、接触时间等因素对吸附性能的影响。结果表明:1)2 mol/L硫酸改性可使粉煤灰孔隙结构增加,吸附容量提高1.45倍;2)吸附过程符合拟二级动力学模型,不同温度下吸附平衡数据符合Freundlich模型,最大吸附量可达到151.52 mg/g; 3)热力学计算表明,改性粉煤灰吸附Pb~(2+)的过程为自发吸热过程。研究结果表明硫酸改性粉煤灰具有较高的Pb~(2+)吸附能力,可对其在重金属废水处理中的应用方式开展进一步探索。     

聚苯胺在胺基改性腈纶纤维上的负载及应用研究

以胺基改性腈纶(APAN)纤维为基体材料,通过一系列仪器分析手段研究了聚苯胺(PANI)在其上的负载行为,并与前期研究进行了对比,在此基础上初步探讨了所得PANI/APAN复合材料在水中Cr(VI)去除方面的应用前景.研究结果表明,APAN基体纤维可明显促进苯胺的聚合速度,并使部分苯胺聚合反应由溶液中转移至基体纤维表面;聚苯胺可在APAN基体纤维表面实现成功负载,且负载量及负载均匀性均明显优于前期研究中的未改性腈纶(PAN)纤维;研究制得的PANI/APAN复合材料对水中Cr(VI)具有显著的吸附效果,其吸附性能优于单独的APAN纤维和PANI.     

凹凸棒土负载纳米Fe/Ni的制备及其去除水中Zn(Ⅱ)性能研究

采用液相还原法制备以凹凸棒土为载体的纳米双金属Fe/Ni复合材料,通过Zn(Ⅱ)静态吸附试验,确定了除Zn(Ⅱ)效果最佳的Fe/Ni@ATP复合材料,即纳米铁与凹凸棒土的负载比为1∶2、Fe/Ni双金属中Ni掺杂比为2%,并考察了Zn(Ⅱ)初始浓度、pH及环境温度对该复合材料去除水中Zn(Ⅱ)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载和掺杂Ni改性以后,Fe/Ni@ATP复合材料的Zn(Ⅱ)去除率显著提高,颗粒团聚状况得到改善,比表面积明显增加。在实验条件范围内,较高的溶液pH值、环境温度以及较低的Zn(Ⅱ)初始浓度均有利于Fe/Ni@ATP复合材料对Zn(Ⅱ)的去除。该过程符合Langmuir吸附等温模型,吸附机理为零价铁表面氧化物与Zn(Ⅱ)的配合作用,此外,水中Zn(Ⅱ)也可以通过生成Zn(OH)_2沉淀的形式去除。     

层状聚苯胺/氧化镍复合纳米片的制备及电容性能

采用电化学沉积法,以十二烷基硫酸钠、苯甲醇、硫酸、苯胺和氯化镍溶液形成的层状液晶为模板,制备层状聚苯胺/氧化镍(PANI/NiO)复合纳米片,并应用SEM,XRD和FTIR对该复合材料进行了表征.实验结果表明,当苯胺与0.2mol·L~(-1)氯化镍溶液的质量比为5:6时,可得到具有层状结构的PANI/NiO复合纳米材料;循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试结果表明,该层状结构纳米材料具有较好的电容性能.     

氮掺杂碳点诱导可稳定分散高导电纳米聚苯胺的合成

为改善聚苯胺(PANI)在溶剂中的分散性并提高其电导率,在PANI的合成过程中引入零维的氮掺杂碳点(N-CDs)作为硬模板以诱导生成小尺寸、单分散的N-CDs/PANI复合材料。结果表明：N-CDs的引入改善了PANI的分散性;N-CDs/PANI复合材料的电导率显著提高(N-CDs/PANI的电导率是PANI的2.8倍);包覆N-CDs/PANI环氧涂层的冷轧碳钢片的防腐性能明显优于包覆PANI环氧涂层的冷轧碳钢片的防腐性能。通过氮掺杂碳点的引入成功合成了可稳定分散高导电的N-CDs/PANI复合材料。     

凹凸棒黏土的改性及铬离子吸附性能研究

通过不同方法对凹凸棒黏土(ATP)活化改性处理,得到不同形貌的ATP.文章主要探讨了超声时间、热处理温度、酸活化处理浓度等对产物形貌的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)和XRD对二氧化锰进行了形貌和结构分析.铬离子吸附性能研究表明,在298 K、吸附时间为30 min、pH=5.5的条件下,ATP的最大吸附量为10.8 mg/g.     

聚苯胺合成的热动力学及其在电解电容器中的应用

用热动力学方法测量聚苯胺(PANI)合成过程的动力学参数,证明其反应第二阶段为一级反应.在20.0℃,以十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂和乳化剂,反应速率常数为1.18×10-3 s-1,该反应的活化能为56.52kJ/mol.以四探针仪测得PANI粉末的电导率为6.51×10-5 S/cm,经二次掺杂后测得其薄膜电导率为2.26S/cm.以PANI制成的固体铝电解电容器其电容量可达到3.243 1μF,最高使用温度可达到100℃,具有较好的稳定性和频率性能.     

硫酸改性凹凸棒粘土的性能表征及吸附PbⅡ工艺研究

研究了用不同浓度硫酸改性处理凹凸棒石粘土,并将其用于废水中Pb 的吸附处理,通过比表面测定探讨了凹凸棒粘土硫酸改性后比表面增加的原因.结果表明,4mol/L硫酸改性处理的凹凸棒粘土吸附能力最佳,在改性凹凸棒石粘土加入量为20～30g/L,水样pH=4～6,超声搅拌20min条件下,废水中Pb 的被吸附率接近99%.比表面积的增加归因于凹凸棒石中八面体不均匀、不连续溶解和局部四面体硅的溶蚀导致凹凸棒石孔道开放和直径扩大.     

硫酸酸化对埃洛石及其有机化改性的影响

酸化处理是有机化改性埃洛石纳米管(HNTs)常用的预处理方法。本文研究了硫酸酸化对埃洛石(HNTs)纳米管形貌和结构的影响,使用硅烷偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AEAPS)对酸化的HNTs进行了表面改性,研究了酸化处理对AEAPS-HNTs形貌的影响,得到了最佳酸化温度为60℃。基于AEAPS-HNTs制备了聚苯胺(PANI)/HNTs复合材料,研究了AEAPS对HNTs的改性工艺对PANI/HNTS电导率的影响,得到了AEAPS改性HNTs的最佳比例为v/m=1。     

铁氧化物改性凹凸棒土吸附Sb(V)的性能研究

以凹凸棒土为原料,制备新型铁氧化物改性凹凸棒土除锑吸附剂。探讨吸附时间、p H值、竞争离子及离子强度对吸附Sb(V)性能的影响,并对其等温吸附特征和动力学进行研究。实验结果表明:当p H=6.8,投加吸附剂的量为1 g/L时,Sb(V)在铁氧化物改性凹凸棒土上的吸附平衡时间为12 h。p H显著影响铁氧化物改性凹凸棒土对Sb(V)的吸附,吸附量随着p H的增加而降低,增加离子强度对Sb(V)的吸附有一定的促进作用。铁氧化物改性凹凸棒土对Sb(V)吸附较好符合Langmuir、Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,最大吸附量可达31.79 mg/g。吸附机制主要是羟基铁的内层表面络合吸附。     

一锅法制备SiO2/PANI/Fe3O4三元复合材料及对甲苯磺酸掺杂对吸波性能的影响

采用一锅法制备SiO_2/PANI/Fe_3O_4三元复合材料,研究不同物质的量浓度对甲苯磺酸掺杂对复合材料吸波性能的影响规律.用透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),傅立叶-红外光谱仪(FT-IR)和矢量网络分析仪(VNA)等分析测试手段对制备的复合材料进行微观结构表征以及电磁参数、吸波性能分析.结果表明:当对甲苯磺酸物质的量浓度为0.05 mol/L时SiO_2/PANI/Fe_3O_4三元复合材料达到最优阻抗匹配条件,复合材料在厚度为5.0 mm、频率为5.62 GHz处反射损耗(RL)为-21.4 dB,有效频宽为2.2 GHz.