高岭土负载绿色合成纳米铁的制备及其对孔雀石绿和铅离子的去除性能研究

红背桂树叶提取物绿色合成铁纳米颗粒（Fe NPs）在水环境修复领域具有很高的应用潜力。但由于Fe NPs存在团聚、易氧化等不稳定因素,在去除污染物时抑制了反应活性。为了解决这一问题,使用一步法制备了高岭土负载Fe NPs （K-Fe NPs）,并系统地检测了其对孔雀石绿和Pb²⁺混合污染物的去除反应活性。采用X射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FTIR）对Fe NPs、高岭土和K-Fe NPs进行表征和分析。3种材料对比实验结果表明,K-Fe NPs对单独的孔雀石绿和Pb²⁺的去除效率（99.10%和93.41%）优于Fe NPs（93.67%和85.33%）和高岭土（32.54%和12.50%）。此外,K-Fe NPs经过4次重复循环对孔雀石绿和Pb²⁺的去除率仍分别为74.02%和55.48%。结果表明,K-Fe NPs在染料和重金属离子复合污染修复领域具有一定应用前景。     

阴离子木薯淀粉纳米颗粒的制备及其吸附性能

以木薯淀粉为原料,三氯氧磷为交联剂和阴离子化试剂,采用酸水解及W/O微乳液交联法合成了木薯淀粉纳米颗粒(P-SNPs).运用纳米粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、N2吸附脱附分析仪、扫描电子显微电镜(SEM)等仪器,对P-SNPs的粒度、形貌、结构进行表征,并以亚甲基蓝(MB)、结晶紫和罗明丹B模拟阳离子污染物,研究了P-SNPs的吸附特性.结果表明:P-SNPs为圆整、含有中孔的球形颗粒,平均粒径为237 nm,比表面积高达93.62 cm2/g,结晶度低至3.29％;吸附时间、介质pH值、MB初始浓度对MB的吸附量和吸附效率有显著影响,适当条件下P-SNPs对MB的吸附量和吸附效率分别可达103.72、86.43％,对结晶紫和罗明丹B的吸附量分别可达98.32、83.63 mg/g.P-SNPs具有较好的脱附再生能力,在4次吸附脱附循环之后,吸附量仍然可达77.12 mg/g.P-SNPs对MB的吸附行为研究表明,P-SNPs对MB的吸附为单分子层化学吸附,符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型.     

石榴皮提取物绿色合成纳米零价铁及合成机理探究

以石榴皮提取物为还原剂和稳定剂,绿色合成了纳米零价铁(GS-nZVI)。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)等表征手段对GS-nZVI的物理化学性质进行了表征,结合粒径、Zeta电位测试结果和化学平衡基本原理,讨论了合成条件(如反应时间、铁盐浓度、提取物多酚的质量浓度)对GS-nZVI粒径和产率的影响,并提出了可能的合成机理。结果表明:石榴皮提取物合成的GS-nZVI呈无定型结构,提取物中多酚类物质不仅能把亚铁盐(Fe2+)还原为零价铁(Fe0),而且可作为稳定剂包覆在GS-nZVI表面,提高纳米粒子分散性。反应时间为120 min,Fe2+浓度为0.05 mol/L,多酚的质量浓度为15 mg/mL时合成的GS-nZVI粒径、产率综合结果最优,其产率为24.45%、粒径分布主要集中在213 nm。     

银纳米颗粒的绿色合成及其对四溴双酚A光催化降解的性能研究

银纳米颗粒(AgNPs)具有表面等离子体共振效应,对光催化反应具有显著的增强作用,但其合成通常需要额外的有机试剂作为还原剂,并且在无配体条件下AgNPs极易团聚.本工作在模拟太阳光下,利用环境水介质中广泛存在的天然有机质腐殖酸(HA)原位还原银离子(Ag⁺)形成稳定的AgNPs,对水中典型有机卤代污染物四溴双酚A(TBBPA)具有优异的光催化降解效果.当HA和Ag⁺浓度分别为1 mg/L和0.2 mmol/L时,AgNPs在1 h内对2 mg/L TBBPA的去除率达74.9%,远高于商用AgNPs的降解效果.通过不同条件的对照实验发现,中性pH更有利于TBBPA的降解,降低了对实际应用中设备和反应条件的需求.同时,通过活性物种的抑制实验发现,光照HA原位还原Ag⁺生成的AgNPs具有较高的光催化活性,能够通过表面等离子体共振效应同时产生多种活性物种,包括单线态氧(¹O₂)、羟基自由基(·OH)和超氧阴离子(O₂·^-),从而强化TBB...     

空心二氧化硅纳米颗粒的高效绿色合成

为了避免以往用酸碱刻蚀模板法制备空心二氧化硅纳米颗粒带来的安全和环保问题,提出一种高效绿色合成方法.以聚苯乙烯为模板,先将SiO2沉积在模板上,再通过煅烧去除PS模板,制备了空心二氧化硅纳米颗粒,并通过扫描电镜、透射电镜、X射线能谱分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪和物理吸附仪等对其结构进行表征.结...     

绿茶萃取液合成纳米铁颗粒及其对孔雀绿的降解性能

利用绿茶萃取液(GTE)既作还原剂又作掩蔽剂,通过绿色还原合成纳米铁粒子(GT-FeNPs).通过SEM、XRD、FT-IR、BET等手段对GTE合成的纳米铁粒子的微观结构进行了表征和分析,结果表明GTE合成的纳米铁是无定形的球形颗粒,颗粒粒径在70～ 80 nm左右.并以孔雀绿(MG)为目标降解物,探讨GT-Fe NPs对孔雀绿的降解性能.在孔雀绿初始质量浓度为50 mg·L-1和初始溶液的pH=5.78的条件下反应10 min,GT-Fe NPs对孔雀绿的去除率高达75.66％,降解过程符合一级反应动力学.根据GT-Fe NPs对孔雀绿反应前后的表征结果和孔雀绿降解动力学的研究结果,降解机理可能包括MG吸附在GTE和GT-Fe NPs表面上,同时纳米铁在水的侵蚀作用下产生自由电子,与发色基团发生还原作用,达到脱色效果,并在自由电子的进一步攻击下,使得MG中连接苯环的碳碳双键断裂.     

阴离子加聚对聚合氯化铝铁混凝除污性能的影响

针对微污染水中藻细胞、浊度物质的去除，研究阴离子加聚对聚合氯化铝铁溶液形态分布和混凝除污性能的影响，并比较了磷酸根、硼酸根、活性硅酸三种阴离子的加聚效果。结果表明，以磷酸根加聚的聚合氯化铝铁混凝效果最好，最佳加聚量为5％-10％；过量加聚阴离子会降低聚合氯化铝铁的混凝效果，原因是降低药剂水解聚合物的正电荷总量，从而抑制了压缩双电层、吸附电中和机制的除污作用，使藻细胞、浊度去除率降低。     

尺寸可控的SnO_2纳米颗粒合成和高效光催化性能研究

采用水热法合成了SnO2纳米颗粒,通过XRD、TEM、HRTEM和DRS等手段系统表征了合成颗粒.结果表明:通过调节NaCl浓度可有效控制SnO2纳米颗粒的尺寸,在NaCl浓度为1.13 mol/L时SnO2纳米颗粒的晶粒尺寸约6 nm.DRS图谱显示SnO2纳米颗粒在200～400 nm的紫外光范围内有明显的吸收.该催化材料在模拟太阳光下降解罗丹明B表现出优异的光催化性能,主要是由于其颗粒尺寸较小,比表面积较大.     

聚苯胺-铁氰化镍纳米复合颗粒的结构与性能调控

采用循环伏安一步法在Pt/CNTs基体上制得PANI-NiHCF立方体纳米复合颗粒。通过调节制备液中苯胺单体浓度对复合颗粒的结构和性能进行调控。利用X射线能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)等技术表征手段对复合纳米颗粒的组成、表观形貌及电化学性能进行分析与测试。研究结果表明:随制备液中苯胺单体浓度增大,复合纳米颗粒中PANI与NiHCF组分摩尔比逐渐增大、立方体颗粒粒度先变大后变小且复合颗粒中NiHCF的微观结构随之变化。聚苯胺与"不溶性"结构NiHCF结合更加牢固稳定且电荷传递电阻小。     

改进液相还原法制备纳米零价铁颗粒

纳米零价铁颗粒具有优越的吸附性能和很高的还原活性,因此在环境污染的处理和环境修复领域应用广泛.采用一种改进液相还原法制备纳米零价铁颗粒,通过添加高分子分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和乙醇对纳米铁颗粒进行表面物理改性,从而达到改善其在水溶液中分散性的目的.实验过程中,机械搅拌条件下,将一定浓度的NaBH.水溶液(或乙醇-水混合溶液)迅速添加到一定浓度的FeSO,·7H2O水溶液(或乙醇-水混合溶液)中,短时间即可产生大量铁粉.过程无需氮气保护,反应迅速;采用透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD),比表面测定仪(BET)三种方法对制得的纳米铁颗粒进行表征.TEM表征的结果表明:颗粒分散较均匀,粒径小,平均粒径为60 nm(水溶液)和40 nm(乙醇-水混合溶液),实验过程中添加的聚乙烯吡咯烷酮对颗粒的分散起到了很好的改善作用,其机理主要是通过分散剂吸附改变粒子的表面电荷分布,产生静电稳定效应,空间位阻作用和静电空间位阻稳定效应来达到分散效果;加入乙醇后,可能是由于乙醇中包含大量的自由的强极性羟基基团,在水溶液中这些基团与金属离子之间形成螯合键,紧密包覆在金属离子周围,形成一个有限制形状的有限结构,使合成的纳米粒子的大小被限制,从而达到改性的目的.XRD表征的结果表明:在扫描衍射角度(2θ)为30°～100°时,出现衍射峰时对应的2θ分别为45°、65°、82°左右,对照铁的标准PDF卡片发现,刚好对应相应的110晶面衍射(44.673 2°),200晶面衍射(65.021 1°),211晶面衍射(82.332 6°),同时通过布拉格方程及电子衍射花样的分析,均表明颗粒为单质铁,没有出现氧化铁杂质、纯度高.采用BET表征的结果表明:颗粒的比表面积为47.1 m2/g(水溶液)和68.41 m2/g(乙醇-水混合溶液),远远高于普通铁粉的比表面积.多次试验的结果表明:该方法工艺非常稳定.     

金属及半导体纳米颗粒膜的合成与应用

本文以金属银和丰导体硫化镉内米颗粒膜的合成为例,综述了纳米膜的合成方法,各种方法的特点及纳米颗粒膜的应用前景。     

磁性纳米颗粒系统的铁磁共振和共振线宽分析

 对非相互作用磁性纳米颗粒系统的FMR线型模型进行了研究,以铁磁体从应用场中获得自由能F为例,导出磁性颗粒在较小各向异性时,共振场H_r与有效各向异性场H_A^eff的关系,这个结果与Raikher和Stepanou的结果一致.继而还对共振场线宽进行了分析,并与Smit和Beljers模型进行了比较,其结论说明:在超顺磁区域有效各向异性场H_A^eff对塞曼(Zeeman)相互作用和附加应用场H是不确定的.尤其是这种情况在H_A^eff较小、高温(高温区域),且H_A^eff≈H时,变得更显著.为此提出了随机颗粒阵列及参数特征对这个结果的影响机制.     

沸石—纳米零价铁复合材料对铀的吸附性能研究

通过液相还原法制备出纳米零价铁,将它负载于沸石表面制成负载型纳米零价铁复合材料(Z-n ZVI).采用扫描电镜法(SEM)和BET法对材料进行了表征,考察了不同的温度、反应时间、U(VI)初始浓度、样品投加量对该材料对U(VI)去除效果的影响.结果表明:纳米零价铁颗粒均匀的分布在沸石的表面上,其粒径在40~80 nm左右;在p H为4.5,温度为30℃,接触时间为60 min,样品投加量为0.5 g/L条件下,U(VI)的去除率和吸附容量达到96.7%和48.5 mg/g.该复合材料对水溶液中的U(VI)有较好的去除效果,有望在实际应用中解决含铀废水难以处理的问题.     

La和Sr共同掺杂对铁酸铋纳米颗粒结构和性能的影响

为了研究镧和锶共掺对铁酸铋纳米颗粒结构和物性的影响,通过溶胶-凝胶法制备了镧和锶共掺的铁酸铋纳米颗粒La_(0.1)Bi_(0.9-x)Sr_xFeO_y(x=0,0.2,0.4).通过X线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱测试、漏电流和介电性能测试以及磁滞回线测试对样品的晶体结构、微观形貌、光学性能、电学性能和磁学性能进行表征.实验结果表明:随着锶含量的增加,样品的晶体结构从扭曲的菱方钙钛矿结构向四方结构转化,且样品的平均颗粒尺寸大幅度减小,从180 nm减少到50 nm.随着锶掺杂量的增多,样品的带隙值从2.08 eV减小到1.94 eV;同时,LBSF纳米颗粒的导电性明显增加,使LBSF样品从绝缘体过渡为半导体.此外,随着锶含量的增加,样品的饱和磁化强度也大幅度提高.由实验结果可知,镧和锶共同掺杂可以获得铁酸铋基的纯相多铁性材料,同时可以有效调节其电导率和磁性.     

气相燃烧合成TiO2纳米颗粒的形态与结构

建立了CO气相燃烧合成纳米颗粒材料技术，利用TiCl     

阴离子加聚对聚合氯化铝铁形态和絮凝性能的影响

采用 (Al Fe) - Ferron逐时络合比色法研究了三种阴离子 (SO42 - 、PO43 - 、Si O3 2 - )加聚对聚合氯化铝铁(CPAFC)形态分布、转化和稳定性的影响 ,探讨了三种阴离子加聚 CPAFC的机理 ,通过混凝实验观察并测定了各絮凝剂的絮凝性能。结果表明 ,以上三种阴离子具有不同程度的增聚、增效作用 ,尤以硅酸根的作用效果最为显著 ,对 35 .7μg/ L 低浊度水的去浊率达到 99.9%。     

互花米草绿色合成ZnO纳米颗粒及其光催化和抑菌性能

利用互花米草(SAF)叶提取物采用溶胶-凝胶法合成了ZnO纳米颗粒(Nano-ZnO),采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其表面形貌、活性基团、晶型结构和光吸收特性进行了表征,分析了ZnO纳米颗粒对孔雀石绿(MG)的光催化降解活性以及对金黄色葡萄球菌的抑菌性能。结果表明:采用互花米草叶提取物绿色合成的ZnO纳米颗粒具有丰富的含氧活性基团、较小的粒径和良好的分散性;经计算Nano-ZnO带隙能为3.09 eV,表明其光吸收利用效率较高;可见光下Nano-ZnO对孔雀石绿(MG)的降解效率达到98.2%;在光催化降解过程中,h+和·O2-是发挥作用的主要活性物种;Nano-ZnO对金黄色葡萄球菌的抑菌率是ZnO的2倍。该研究为互花米草的高值化利用提供了新途径,同时为纳米金属氧化物的制备提供了新方法。     

纳米颗粒对高温高压钻井液性能的影响

随着油气行业对深部储层的不断勘探,对钻井液的性能要求越来越高。纳米颗粒的添加可以提高高温高压钻井液特定性能。同传统钻井液添加剂相比,纳米颗粒能够有效改善钻井液的流变性,降低滤失量,提高热稳定性、润滑性,以应对高温高压油藏条件。基于纳米颗粒优异的热性能、机械性能、化学性能以及与基液相容性,对金属纳米颗粒、碳基纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒在耐高温高压钻井液中的应用进行了论述。同时,讨论了纳米颗粒在高温高压条件下对钻井液性能的影响,阐述了纳米颗粒的形状、尺寸和添加浓度是影响其性能的关键因素。将纳米颗粒作为高温高压钻井液添加剂也为降低其环境影响和生产成本提出了新思路。     

低温合成单分散性的纳米铁粉末

采用煤油做试剂、在160～180℃的热分解反应温度下,通过羰基铁的热分解合成单分散性的铁纳米粉末.合成的纳米铁微粒随着反应初始物羰基铁的浓度从0.296mol/L(加入量3.6mL)增加到0.444mol/L(加入量5.4mL)时,其平均尺寸从11.2nm减小到8.6nm,而且它们的形状都是球形.合成的纳米铁微粒通过高分辨率的电子显微镜显示出无定形结构,其表面很容易氧化成尖晶石的四氧化三铁结构.