ZIF衍生多孔材料电催化剂的制备与OER性能

有序多孔材料基电催化剂在能源转换领域具有重要作用．有序多孔材料可以暴露更多的活性位点，同时可以有效促进催化过程中离子的传输．采用沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic imidazolate frameworks,ZIF)为硬模板，通过造孔剂和胶束结合在ZIF纳米片上均匀地修饰有序介孔．复合胶束@ZIF纳米片经热处理和磷化后标记为P-MCS@ZIF,P-MCS@ZIF作为电催化剂对其进行析氧性能分析．结果表明，在电流密度为10mA·cm^-2时，P-MCS@ZIF的过电位为303m V，明显优于未经过造孔处理的参比样品，说明复合结构纳米片材料表面修饰有序介孔可以提高电催化性能．该方法为高性能电催化剂的制备提供了有效的参考．     

利用淤泥、炉灰渣、废玻璃和秸秆制备多孔建筑板材的研究

利用齐齐哈尔劳动湖淤泥、城市锅炉炉渣、废玻璃为主要原料制备多孔建筑板材.通过烧结坯体的玻璃相数量、坯体颜色和强度分析,确定最佳烧结温度为1150℃.在保证最佳温度前提下,改变原料各组分配比,通过测量和分析陶瓷坯体的密度、气孔率和吸水率曲线,得到最佳原料配比为淤泥30%、炉灰渣40%、玻璃30%.以本地秸秆为造孔剂,通过改变秸秆用量、粒度、造孔剂加入方式对坯体密度和气孔率的影响规律,确定秸秆加入工艺为以ZnCl_2浸泡过的秸秆为造孔剂,秸秆细度20～35目为宜,添加量在5%～12.5%为佳.     

成型参数对Ti 35%Al多孔材料孔结构的影响

成型参数是影响Ti-35%Al多孔材料孔结构的主要因素之一.采用元素粉末反应合成工艺合成了Ti-35%Al多孔材料,在其他制备参数一定的条件下,系统研究了成型参数与Ti-35%Al多孔材料的孔隙度、孔径和透气度等孔结构参数之间的关系.结果表明:Ti-Al合金多孔材料中,压制压力对Ti-Al合金多孔材料的孔隙度的影响并不明显;Ti-Al合金多孔材料的最大孔径随压制压力的增大而逐渐减小,压制压力对Ti-Al合金多孔材料孔径的影响,实质上是通过压制过程对压坯粉末颗粒的塑性变形以及对压坯间隙孔的影响来实现的;Ti-Al合金多孔材料的透气度随压制压力的增加呈线性关系递减,对不同压制压力下Ti-Al合金多孔材料Hagen-Poiseuille方程进行了验证,Hagen-Poiseuille方程适用于不同压制压力制备条件下的Ti-Al多孔体.     

Fe（Ⅲ）掺杂介孔TiO2的溶剂热法合成与表征

采用溶剂热法,以钛酸丁酯为前驱体,十八烷胺为模板剂合成了Fe(Ⅲ)掺杂介孔TiO2材料.利用XRD,TEM,氮气吸附,热重-差热,红外,UV-Vis 漫反射,XPS 等手段对材料的结构、形貌、比表面积、孔径分布、热学性能及吸光性能进行了表征.研究结果表明Fe(Ⅲ)掺杂介孔TiO2材料的蠕虫孔道结构实际上是由TiO2纳米晶排列而成.通过降解甲基橙水溶液来考察Fe(Ⅲ)掺杂介孔TiO2材料的光催化性能,实验结果表明,Fe(Ⅲ)掺杂介孔TiO2的光催化明显优于未掺杂样品,其原因在于掺杂的微量金属离子能够捕获光生电子,有效地阻止光生电子与空穴的复合,提高了光催化效率.     

静电纺丝法制备多孔碳纳米纤维

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料,通过静电纺丝法结合三步热处理工艺成功制备出多孔碳纳米纤维.采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和比表面分析仪等测试方法系统地分析了PVP/PMMA不同质量比对多孔碳纳米纤维的形貌和电化学性能的影响.实验测试结果表明当PVP与PMMA质量比为3∶2时,得到的多孔碳纳米纤维的比表面积最大,可达到545.4m2·g-1,并且具有最好的电化学性能;在0.1C充放电速率下50次循环之后样品的放电比容量约为220mAh·g-1.所有由PVP/PMMA混合原料制备的多孔碳纳米纤维的比容量均高于由PVP原料制备的碳纳米纤维,并具有较好的循环性能.     

颗粒13X分子筛固定床对水中Zn~(2+)的去除

以粉末13X分子筛为原料、凸凹棒土为粘合剂制备了颗粒13X分子筛复合材料,采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、比表面积分析仪等对其形貌和结构进行表征,研究了颗粒13X分子筛固定床对Zn~(2+)的去除及其机理。结果表明,颗粒13X分子筛具有微孔-介孔-大孔的多级孔结构,BET比表面积达442. 95 m~2·g~(-1),仍保留了粉末13X分子筛的晶相结构;颗粒13X分子筛固定床除Zn~(2+)的机理主要为离子交换吸附和化学沉淀作用,并且穿透点出水pH在7左右,吸附饱和后材料中锌的含量为9. 75%;颗粒13X分子筛固定床中去除Zn~(2+)的过程符合Thomas模型,不同流速下对Zn~(2+)的平衡吸附量为1. 36～1. 81 mmol·g~(-1)。     

微孔玻璃的创新制备与性能分析

本实验以DM308玻璃粉末为基料,研究采用不添加造孔剂的烧结法进行微孔玻璃制备的工艺,探讨了在此过程中材料组分和热处理条件等因素对微孔玻璃的强度、孔径、孔隙率等性能指标的影响,得到了针对不同粒度原料的最佳工艺温度及材料配比,获得了抗压强度较高、孔径孔隙率适宜的微孔玻璃材料,对微孔玻璃的生物、化学、环保、医疗等提出了具有一定的应用价值。     

利用淤泥制备隔热材料

采用粉煤灰、废玻璃、淤泥等材料代替天然硅酸铝质原料,经过高温烧成制备了隔热材料.通过X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)观察、N2吸附-脱附分析(BET)表征样品的结构、形貌、平均孔径和比表面积.结果表明,淤泥的造孔效果优于碳酸钙,气孔率随淤泥加入量增加呈增加趋势,在保证强度的前提下,最大气孔率可达43.7％,微米孔孔径在10～40 μm之间,纳米孔平均孔径为167.8 nm,导热系数可达到0.074 35 W/m2·K.     

亲水性聚合物多孔载体制备及其三相流化床生物挂膜特性研究

针对目前流化床载体在生物挂膜过程中存在密度大、流态化能耗高、孔隙率低、亲水性及生物亲和性差、挂膜周期长等缺点,采用界面聚合发泡法制得亲水性聚合物多孔载体,通过接枝葡萄糖、掺杂粉末活性炭改善载体的亲水性及热稳定性能,研究了单体组成、催化剂、发泡剂用量与载体密度、孔隙率、吸水率的关系,并利用BET、FT-IR、TG分析表征了亲水性多孔载体孔结构及物化性能;并通过4种不同载体的生物流化床挂膜实验考察了载体表面特性对生物挂膜量、生物活性的影响,同时揭示亲水性聚合物多孔载体生物挂膜性能的机理.结果表明,制备体积1 L的亲水性多孔载体最佳组分为:聚醚三元醇用量50 g、TDI 20 g、葡萄糖7 g、粉末活性炭6 g、辛酸亚锡0.2 g、三亚乙基二胺0.4 g、发泡剂1.5g;所制备的载体具有表面亲水性及丰富的大、中孔结构,吸水率达到315.2%,孔隙率为91.7%;通过葡萄糖接枝、粉末活性炭掺杂增加了亲水性基团羟基及载体的吸附性能,附着的生物量达到4.65 gVSS/L、生物活性SOUR值为103 mgO2/(gVSS.h),均高于其它3种载体.证明亲水性多孔载体的高孔隙率、高亲水性及引入的强吸附剂均有助于载体表面微生物的生长,是一种适合于三相流化床反应器的载体.     

金属骨架有机多孔碳的制备及其在锂空气电池中的应用

以苯二甲酸-锌配位化合物(MOF-5)为原料合成金属骨架有机多孔碳MOF-PC,并首次应用于锂空气电池.采用XRD、SEM、TEM、氮气脱吸附和恒流充放电测试研究了MOF-PC的物理及电化学性能.结果表明,样品MOF-PC为无定型碳,比表面积为654m2g-1.以MOF-PC为空气电极的锂空气电池在0.1mA cm-2电流密度下放电比容量高达3 183mA h g-1,比传统碳材料Super P在相同电流密度下的放电比容量高90%.