工业TiOSO4液直接沉淀法制备二氧化钛/膨胀石墨吸附-光催化材料

以工业钛液为钛源,通过插层、包覆引入到可膨胀石墨上,经高温膨胀制备得到高膨胀体积二氧化钛/膨胀石墨复合材料. 分别用扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪和电子能谱对复合材料进行表征. 结果发现：工业钛液直接沉淀制备的复合材料中二氧化钛能较好固着于膨胀石墨表面,随钛液加入量增加,二氧化钛/膨胀石墨复合材料的含钛增加但膨胀体积减小. 复合材料中二氧化钛为锐钛型与金红石型的混和型态. 红外光谱分析表明复合材料保持了类拟膨胀石墨的性能. 复合材料的脱色效率优于纯膨胀石墨.     

TiO2/膨胀石墨复合材料的制备及表征

为了提高膨胀石墨和TiO2在污染领域的处理能力,提出了复合材料的制备方法.以硫酸为插层剂、双氧水为氧化剂,采用化学氧化法制备膨胀石墨,高温膨化得到低硫膨胀石墨,然后采用醇热法进一步制备了TiO2/膨胀石墨复合材料.采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对样品进行表征.以汽油为样品油,研究膨胀石墨及TiO2/膨胀石墨对汽油吸附性能.结果表明：TiO2成功负载于膨胀石墨的边缘和内壁,平均粒径为100 nm,形貌为球形.膨胀石墨对汽油的最大吸附量为40 g/g,复合材料对汽油的吸附量随着TiO2含量的增加而逐步降低.     

膨胀石墨对大豆油吸附性能研究

为研究膨胀石墨对大豆油的吸附性能,采用化学氧化法制备膨胀石墨,分析膨胀石墨的微观结构和形貌.SEM结果显示,所制备的膨胀石墨具有蠕虫状的结构,并且疏松多孔.XRD结果表明,在2θ为26.3°和54.8°处分别有衍射峰,对应碳的(006)和(0012)晶面.以膨胀体积为203 mL/g的膨胀石墨为吸附剂,以大豆油为样品油,研究膨胀石墨对大豆油的吸附性能.结果表明:吸附时间,温度和pH对膨胀石墨的吸附效果影响较大,当吸附时间为2h,温度为15℃,pH为10时,可以得到最佳吸附性能.     

负载二氧化钛膨胀石墨的制备及其对直接深蓝的脱色性能研究

化学氧化法制备了负载氧化钛的可膨胀石墨(Graphite intercalation compounds loaded with titanium oxide,TGICs),考察了其热处理温度对所制得负载二氧化钛膨胀石墨TEG膨胀体积和对直接深蓝C-3R(Direct deep blue,DDB)脱色性能的影响.DDB脱色的热力学实验表明:TEG-900对DDB的脱色率随溶液离子强度的增加而增大,随DDB初始质量浓度的增加而降低;而TEG-900对DDB的吸附去除量和二氧化钛紫外光催化去除量均随DDB初始质量浓度的增加而增大;该脱色过程可以用Freundlich方程很好的拟合.脱色动力学实验表明:TEG-900在紫外光照射下对DDB的脱色过程可以用Langmuir-Hinshelwood动力学模型模拟.     

膨胀石墨与活性炭对几种工业油吸附性研究

采用天然鳞片石墨经化学氧化、有机化合物插层，水洗，干燥，高温膨化的方法，制备了不同膨胀体积的膨胀石墨，以膨胀石墨和活性炭为吸附剂，工业油为吸附质，对比了膨胀石墨与活性炭对工业油的吸附能力．用重量法测定了两种吸附剂对吸附质的吸附量和滞留吸附量，并比较了两种吸附荆对吸附质的吸附量和滞留吸附量．实验结果表明膨胀石墨对实验油品的吸附量比活性炭的吸附量高13～23倍，膨胀石墨比活性炭的滞留吸附量大．膨胀石墨的膨胀体积越大，吸附性能越强．并用SEM对膨胀石墨的形貌进行了表征，探讨了膨胀石墨的吸附机理．     

三维石墨碳球泡沫对油类污染物的吸附研究

海上溢油事故频发,工业含油污水、城市含油废水的随意排放对人类生活环境和健康造成了严重的影响。传统的水油分离方法不仅容易引起二次环境污染而且也会造成资源浪费。因此,在本工作中,以多孔石墨微球为原料,采用凝胶注膜法制备了具有三维网络结构的多孔石墨微球泡沫,并将其应用在油类污染物的吸附中。研究结果表明,所制备的石墨微球泡沫的孔隙率高达62%,其孔径范围约为25–200 μm,且所制备的泡沫表现出良好的亲油疏水性,其水接触角（WCA）随温度的升高而增大,最大约为130°。此外,泡沫中石墨微球的含量对所制备产物的疏水性、接触角及显微微观结构的影响较大。所制备的泡沫具有优异的油吸附能力,对石蜡油、植物油和真空泵油的吸附能力约为12–15 g/g,约为石墨微球泡沫的10倍左右,在石油泄漏事故中具有较大的应用潜力。     

漂浮型光催化剂制备及其除藻性能初探

以膨胀石墨为载体,蔗糖为外覆炭层前驱物,采用溶胶-炭化一步制备膨胀石墨复合炭基氮、磷共掺杂二氧化钛复合材料(NPT-EGC),通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、氮吸附比表面积及孔容孔径分析仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-vis DRS)、X射线光电能谱仪(XPS)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等分析手段进行材料表征,考察不同煅烧温度制备的材料的除藻性能.实验结果表明,NPT-EGC复合材料具有蠕虫状的空间结构,表面覆有均匀的二氧化钛颗粒.氮、磷以掺杂的方式进入二氧化钛晶格,其中氮主要通过取代氧的方式,而磷主要通过取代钛的方式.掺杂后复合材料的光能吸收率明显提高.考察不同煅烧温度下制备的NPT-EGC材料对铜绿微囊藻的去除性能发现,相对于无催化剂和无光催化负载的情况,复合材料NPT-EGC的除藻性能有明显提高,其中以450℃下制备的NPT-EGC除藻效果最好,9h的藻细胞去除率在98%以上.另外,漂浮型的材料易被分离回收,更有利于光能转化,在环境污染治理中应用前景广阔.     

溅射压强对光伏玻璃表面二氧化钛自清洁薄膜润湿性的影响

主要研究了溅射压强对光伏玻璃表面二氧化钛自清洁薄膜润湿性的影响。采用射频磁控溅射法制备了具有自清洁功能的二氧化钛薄膜,通过调控溅射压强改变薄膜润湿性。研究发现:薄膜中Ti元素主要以Ti+4形式存在。当溅射压强由0.4 Pa增加到0.6 Pa时,二氧化钛薄膜表面粗糙度由1.02 nm降低到0.65 nm,薄膜的水接触角由68.9°小幅下降到67.9°,随着溅射压强增加到1.4 Pa,薄膜表面粗糙度又升高到2.38 nm,薄膜的水接触角持续增加到87.5°,二氧化钛薄膜表现出亲水性;薄膜表面粗糙度变化与水接触角变化表现出相同的变化趋势,粗糙度变化有利于调节二氧化钛薄膜表面润湿性。当溅射压强为0.6 Pa时,二氧化钛薄膜滚动角最小,达到5°,此时薄膜的水接触角为最小角67.9°,表面自由能最大,为34.3 mJ/m2,有利于减小固液间相对运动的阻力。     

消毒方法对钛种植体表面TiO2纳米管的蛋白质吸附能力的影响

研究了紫外线照射、高压蒸汽灭菌处理对钛表面TiO₂纳米管亲水性及蛋白质吸附的影响。纯钛试件经过打磨形成光滑钛，光滑钛在20V电压下进行阳极氧化形成80~100nm的TiO₂纳米管。对TiO₂纳米管及光滑钛进行紫外线照射、高压蒸汽灭菌处理后测量表面接触角，然后在37℃下进行牛血清白蛋白（BSA）的吸附及释放。结果表明：紫外线照射组的TiO₂纳米管接触角较小，亲水性较好；紫外组蛋白质吸附多于高压组，而高压组的蛋白质释放快于紫外组。两种消毒方法综合比较，TiO₂纳米管紫外线照射优于高压蒸汽灭菌。     

壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附性能

先以天然鳞片石墨为原料,硝酸与磷酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂制备膨胀石墨,再与壳聚糖按一定的配比制备壳聚糖/膨胀石墨复合吸附剂;利用Fourier变换红外光谱（FT-IR)、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对壳聚糖/膨胀石墨进行表征;以壳聚糖/膨胀石墨为吸附剂,对刚果红废水进行吸附,考察壳聚糖/膨胀石墨的配比、吸附剂用量、刚果红质量浓度、吸附时间对吸附效果的影响. 实验结果表明：壳聚糖已与膨胀石墨成功结合;当m（膨胀石墨）∶m（壳聚糖）= 3∶1、吸附剂用量为1.75 g/L、刚果红质量浓度为250 mg/L、在室温下吸附40 min时,吸附效果最好;吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程;实验数据与Langmuir等温吸附模型拟合度更好,壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附过程为单分子层吸附.     

壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附性能

先以天然鳞片石墨为原料，硝酸与磷酸为插层剂，高锰酸钾为氧化剂制备膨胀石墨，再与壳聚糖按一定的配比制备壳聚糖/膨胀石墨复合吸附剂；利用Fourier变换红外光谱（FT-IR)、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对壳聚糖/膨胀石墨进行表征；以壳聚糖/膨胀石墨为吸附剂，对刚果红废水进行吸附，考察壳聚糖/膨胀石墨的配比、吸附剂用量、刚果红质量浓度、吸附时间对吸附效果的影响. 实验结果表明：壳聚糖已与膨胀石墨成功结合；当m（膨胀石墨）∶m（壳聚糖）= 3∶1、吸附剂用量为1.75 g/L、刚果红质量浓度为250 mg/L、在室温下吸附40 min时，吸附效果最好；吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程；实验数据与Langmuir等温吸附模型拟合度更好，壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附过程为单分子层吸附.     

低温电炉法制备膨胀石墨及其在染料废水处理中的应用

采用低温电炉法对传统高温膨胀制备膨胀石墨的方法进行优化,并对其在染料废水处理中的应用进行了研究。考察了氧化剂、插层剂和氧化次数对膨胀体积的影响,并使用SEM、XRD、FT-IR对样品进行外观形貌和结构表征。研究结果表明:使用高锰酸钾-磷酸-硝酸氧化插层体系一次氧化下并使用低温电炉法进行膨化的效果最好,制备出的膨胀石墨样品膨胀体积为390 m L/g,比表面积252 m2/g。在对活性黄模拟染料废水处理的实验中,考察了膨胀石墨用量、活性黄浓度和温度3个因素对于活性黄模拟染料废水吸附效果的影响,结果表明:对于质量浓度为250 mg/L的活性黄废水,膨胀石墨的最大吸附量可达到180 mg/g;当膨胀石墨添加量为2.0 g/L时处理效果最佳,去除率达到65%;而温度对于吸附过程影响较小。     

氨在活性炭-膨胀石墨混合吸附剂上的吸附平衡分析

为研制氨吸附制冷用活性炭-膨胀石墨的混合吸附剂,选用椰壳活性炭和可膨胀石墨,初步分析了氨在膨胀石墨添加比率为50%的混合吸附剂上的吸附平衡．吸附剂试样首先经由77 K液氮在其上吸附数据的结构表征,然后应用根据容积法原理建立的吸附平衡测试装置,在温度293.15~303.15 K、压力0~1 MPa,测试了氨在试样上的吸附平衡数据,并通过等量吸附线标绘和Dubinin-Astakhov方程的模型分析,研究了氨在混合吸附剂上的吸附平衡．结果表明,添加膨胀石墨减小了混合吸附剂的比表面积和微孔容积,Dubinin-Astakhov方程在平衡压力较高区域的预测精度可达到4%,氨在混合吸附剂上的等量吸附热为16.94～27.78 kJ/mol．添加膨胀石墨必须兼顾混合吸附剂的吸附容量和传热传质性能．     

膨胀石墨对染料溶液和油类的吸附效果

研究膨胀石墨对染料溶液和油类的吸附效果,并与活性炭的吸附效果进行对比,探讨膨胀石墨的吸附机理.结果表明：膨胀石墨（180 mL/g）吸附染料溶液的平衡吸附量比活性炭大,吸附速度比活性炭快,它对亚甲基蓝的吸附速度是活性炭吸附速度的7.5倍;膨胀石墨对食用油、机油、柴油的吸油率分别为30.52％、17.37％和9.20％,活性炭对三种油品的吸油率分别为0.62％、0.45％和0.10％,膨胀石墨吸附食用油的吸油率是活性炭的49倍.研究证明,膨胀石墨是一种良好的吸附剂.     

石墨粒度对膨胀石墨孔隙结构的影响

为研究不同粒度的鳞片石墨在膨胀过程中孔结构的变化情况，采用不同粒度的石墨在相同条件下经酸化、高温膨胀获得膨胀倍数不同的膨胀石墨.用扫描电镜观察原料石墨、可膨胀石墨及膨胀石墨形貌，结合膨胀石墨的膨胀倍数，结果发现用不同粒度石墨制备的膨胀石墨的孔隙结构（缠绕空间、V型裂开和网络型孔隙）的特征基本相同，但尺寸随粒度呈规律性的变化.证实石墨粒度、孔隙结构尺寸与膨胀倍数三者之间存在对应关系，粒度是石墨膨胀倍数不同的重要因素.     

过氧乙酸预氧化插层膨胀法制备膨胀石墨及对其导电性能的影响

本文以过氧乙酸为预氧化剂、浓硫酸为插层剂,采用化学氧化法制备了不同氧化程度的石墨层间化合物,并对其进行微波膨胀获得膨胀石墨. 本文采用SEM、XRD和FT-IR对石墨层间化合物和膨胀石墨的形貌、结构和含氧官能团的变化进行表征,研究预氧化时间对膨胀石墨膨胀容积及导电性能的影响. 结果表明,当预氧化时间为20 min时插层膨胀最好,获得的膨胀石墨膨胀容积达到275 mL/g,此时所制备的柔性石墨箔电导率达到2000 S/m,表现出极好的导电性能. 本工作为绿色制备具有高膨胀容积的膨胀石墨提供了思路.     

三聚氰胺改性酚醛基多孔碳材料的制备及其二氧化碳吸附性能

采用浓乳液模板法制备三聚氰胺-间苯二酚-甲醛多孔树脂,将其热解后得到了可用于二氧化碳吸附的氮掺杂多孔碳材料。研究了浓乳液模板的分散相体积分数和三聚氰胺含量对多孔碳材料微观形貌的影响,结果表明,在浓乳液模板分散相体积分数为90%的条件下制备的多孔聚合物具有丰富的通孔结构。经过热解后,得到了兼具无机碳骨架和有机氮活性位点的氮掺杂多孔碳材料。进一步研究了不同热解温度和三聚氰胺含量对多孔碳材料二氧化碳吸附性能的影响,二氧化碳的吸附容量最高可达到3.32 mmol/g,同时表现出良好的选择吸附性和再生性。