颗粒13X分子筛/凹凸棒土对重金属Pb~(2+)的吸附及其影响因素研究

以凹凸棒土为粘接剂制备颗粒13X分子筛/凹凸棒土吸附剂,考察不同煅烧温度下所制复合材料的孔结构、表面形貌、热稳定性及其对Pb~(2+)去除率,并以所制吸附剂为填料进行柱实验,研究其去除Pb~(2+)的机理及废水中Pb~(2+)浓度和水力负荷对吸附效果的影响。结果表明,适当提高煅烧温度,可增大复合材料的比表面积和孔体积,有利于废水中Pb~(2+)的吸附,但当煅烧温度高于700℃时,材料的晶体结构被破坏,比表面积由492.50 m~2·g~(-1)急剧下降至2.80 m~2·g~(-1);13X分子筛/凹凸棒土吸附剂可通过中和沉淀、过滤截留和离子交换吸附等方式有效去除废水中的Pb~(2+),填充柱的穿透时间随水力负荷和Pb~(2+)浓度的增大而缩短,当水力负荷为7.4 m~3·m~(-2)·h~(-1)时,13X分子筛/凹凸棒土颗粒的饱和吸附量最大,为542 mg·g~(-1)。     

凹凸棒土负载纳米铁/镍去除水中Zn(Ⅱ)的性能与机理研究

针对纳米零价铁易团聚和表面形成钝化层的问题,以凹凸棒土为载体、镍为掺杂金属,制备了凹凸棒土负载铁/镍复合材料(用A-Fe/Ni表示)。由SEM可观察到A-Fe/Ni中的纳米Fe/Ni长链变短、且有单个纳米Fe/Ni球形颗粒出现。比表面积测定结果表明,A-Fe/Ni的BET比表面积为86.17 m2·g-1,远高于纳米Fe/Ni的比表面积(33.62 m2·g-1)。平均粒径也由负载前的178.52 nm减小到了69.63 nm。A-Fe/Ni相比纳米Fe/Ni对水中Zn(Ⅱ)有更快的去除速率和更好的去除效果,以2 g·L-1投加量对100 mg·L-1Zn(Ⅱ)进行吸附,10 min即可达到99.8%的去除率,而成本仅为后者的1/3。A-Fe/Ni除锌机理主要是化学吸附,吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型和Langmuir吸附模型,最大吸附量为133.33 mg·g~(-1)。     

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)。     

富锂层状正极材料Li_(1.18)Ni_(0.15)Co_(0.15)Mn_(0.52)O_2的制备及性质研究

采用溶胶-凝胶法制备了富锂层状材料Li1.18Ni0.15Co0.15Mn0.52O2.通过X射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)分别对材料的结构、形貌进行了分析.XRD结果表明,材料属α-NaFeO2型层状结构;XPS结果表明,材料中的Ni,Co和Mn的价态分别为+2,+3和+4价;SEM结果表明,材料颗粒尺寸分布在200~400 nm,且颗粒之间分散比较均匀,无明显的团聚现象;电化学测试结果表明,材料在使用不同电解液进行充放电时,曲线的形状相似,但是充放电容量有所不同.其中在1 mol·L-1Li PF6作为溶质,碳酸亚乙酯(EC)∶碳酸二甲酯(DMC)∶碳酸甲乙酯(EMC)=1∶1∶8(V/V)电解液作用下,材料反应更加完全、彻底,进而使得首次充电及放电容量分别为331.4 m Ah·g-1和233.6 m Ah·g-1.     

改性凹凸棒土吸附微污染水中苯酚的实验研究

实验研究了用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)改性凹凸棒土吸附微污染水中苯酚的性能及主要影响因素.结果表明:PDMDAAC改性凹凸棒土对微污染水中苯酚具有较强的吸附能力,在pH=6～8、苯酚浓度为10 mg/L、投加量为40 g/L、吸附时间40 min的条件下,吸附去除率达89%;改性后的凹凸棒土可用碱进行再生,再生后对苯酚的吸附能力没有明显下降,改性凹凸棒土的静态吸附行为符合Freundlich吸附等温方程.     

活性炭负载过渡金属催化剂的制备及催化性能研究

采用浸渍-高温煅烧法制备了不同过渡金属负载颗粒活性炭的催化剂(M/GAC)。将催化剂用于过硫酸钠(PDS)/酸性橙7(AO7)体系,控制反应条件为[AO7]=10 mg·L-1、[PDS]=2mmol·L-1、[M/GAC]=2 g、p H=7。结果表明,负载镍的活性炭(Ni/GAC)具有较明显的催化效果。探究Ni/GAC的制备条件发现,催化效果随Ni(NO3)2浸渍液浓度和煅烧温度的提高皆先升高后降低,最佳浓度为0.075 mol·L-1,最佳煅烧温度为650℃。Ni/GAC的X-射线衍射(XRD)结果证明,煅烧温度为450、650和850℃时活性炭表面主要的负载物分别是Ni2O3、Ni O、Ni O与Ni的混合物,Ni O是催化反应的主要活性物相,Ni对催化反应有抑制作用;比表面积(BET)测试表明,Ni/GAC的比表面积比GAC降低了4.42%,比表面积的变化对其吸附作用和催化活性的影响较小;扫描电镜(SEM)结果显示,Ni/GAC表面均匀沉积一层细小的颗粒,Ni/GAC重复使用3次后,其孔结构和表面形态发生变化且负载物部分损失,但仍具有较好的催化活性和稳定性。     

铁酸盐纳米材料的制备及其对重金属离子吸附性能的研究

采用水热法合成NiFe_2O_4,红外光谱和X射线衍射对NiFe_2O_4结构进行表征.制备的Ni Fe_2O_4对水中5种重金属离子进行固相萃取,并联合电感耦合等离子体质谱仪测定,考察了氨基硫脲用量、水热合成温度、溶液pH值和吸附时间等实验参数对吸附效率的影响.结果表明,NiFe_2O_4对Cu~(2+),Sb~(3+),As~(3+),Sn~(2+),Bi~(3+)均可达到90%以上的提取率,饱和吸附量分别为13.18,12.48,12.31,10.10,11.78 mg/g.洗脱率分别为95.00%,89.49%,95.79%,93.26%,95.15%.     

凹凸棒土负载硫化纳米铁去除水中Cu(Ⅱ)的影响因素研究

针对纳米零价铁易团聚和表面形成钝化层的问题,在零价铁与凹凸棒土质量比为2∶1、硫与零价铁的摩尔比为0.25∶1的条件下,制备了凹凸棒土负载硫化纳米铁复合材料。用该复合材料以0.2 g·L~(-1)投加量去除30 mg·L~(-1)的Cu(Ⅱ)溶液,1 h内Cu(Ⅱ)的去除率即可达到86.2%。通过SEM和TEM观察到,经负载硫化改性后的零价铁较均匀地分布在凹凸棒土上。比表面积测定结果表明,与纳米零价铁相比,复合材料的比表面积提高了2.3倍。影响因素实验结果表明,在pH=2～11的范围内,复合材料对铜的去除率稳定在85.2%以上;有氧气存在时复合材料去除Cu(Ⅱ)会发生脱附,且Cu(Ⅱ)溶液浓度越高,脱附现象越明显,溶解氧浓度越低,越有利于复合材料对Cu(Ⅱ)的去除。复合材料对Cu(Ⅱ)的最大吸附量可达9.25 mmol·g~(-1)(587.8 mg·g~(-1))。     

活性炭表面键合配位体固相萃取填料的制备及其对水中重金属离子吸附性能的研究

以椰子壳为原料,经过磷酸活化制得活性炭,键合苯甲酰异硫氰酸酯制得表面键合配位体改性活性炭固相萃取材料。利用N_2吸附-脱附、SEM、XPS、FT-IR等手段对所制备的固相萃取填料进行表征,考察了其对Zn~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ag~+金属离子的吸附性能。结果表明,该固相萃取填料对Zn~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ag~+的吸附容量分别为12.86、11.27、10.91、10.13和9.87 mg·g~(-1)。以5 mol·L~(-1) HNO_(3 )+0.05 mo·L~(-1)乙二胺四乙酸二钠溶液作为洗脱液对吸附的金属离子进行洗脱,通过固相萃取(SPE)与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用测定水样中重金属离子的含量,Zn~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ag~+的检出限分别为0.147、0.177、0.185、0.228和0.249 mg·L~(-1)。     

双硫腙/凹凸棒土复合固相萃取填料的制备及其对重金属离子吸附性能的研究

通过对凹凸棒土进行盐酸预处理、苯基三甲氧基硅烷表面改性和复合双硫腙,制备了复合固相萃取填料(DZ@ATP).采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FI-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)对其进行表征,确定了最佳固相萃取条件.考察了DZ@ATP对水中Cd2+,Co2+,Cu2+,Cr3+,Pb2+,Sb3+,Sn2+,Tl+,Zn2+,Tb3+,Ag+,Hg2+的吸附性能.吸附容量分别达到15.99,13.45,14.72,12.97,15.77,13.15,14.93,13.81,14.09,13.11,15.82,14.98 mg/g.通过固相萃取与电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)联用测定了水样中重金属离子的含量,检出限分别为0.041,0.027,0.033,0.047,0.063,0.017,0.052,0.084,0.019,0.018,0.056,0.040μg/L.     

凹凸棒/TiO_2复合材料对苯酚的光催化性能研究

以凹凸棒为载体,采用溶胶—凝胶法制备复合材料光催化剂凹凸棒/TiO2,利用SEM、FI-IR对复合材料结构进行了表征,通过分析苯酚的光催化降解,评价其光催化活性,研究了凹凸棒载体粒度、凹凸棒掺杂量、紫外光照等因素对光催化降解效果的影响.实验结果表明:凹凸棒粒度为0.077 mm,m凹凸棒/mTiO2质量比为5∶1时复合材料光催化降解苯酚的效果最佳;紫外光照射对复合材料去除苯酚的效果无明显影响.     

荧光磷光复合有机电致发光白光器件

制备了由两层蓝色磷光发射层和一层红色荧光发射层组成的荧光磷光复合白光器件.器件的结构为ITO / NPB(40 nm) / 8% Firpic∶CBP(x nm) / DCJTB(1 nm) /8% Firpic∶CBP(40～x nm) / Bphen (30 nm) / Mg∶Ag (10∶1, 100 nm)/Ag(50 nm),其中位于两个蓝色磷光发射层中间的薄层DCJTB层作为非掺杂的红光发射层.器件具有良好的色坐标和较高的器件效率,当电流密度为15 A/m2,器件的最高效率为10.5 cd/A,此时亮度为150 cd/m2;当电流密度上升为3 000 A/m2时,器件亮度为14 400 cd/m2.     

玉米芯-污泥基改性复合活性炭对废水中Cd~(2+)的吸附特性

本文以废弃物普通玉米芯和城市污泥为研究原料,通过碳酸钾改性、碳化方法,制备玉米芯-污泥基改性复合活性炭吸附剂。同时,探究了不同复配比例吸附剂受添加剂量、粒径、废水初始浓度等因素的影响程度,以优化复合吸附剂的复配比,并利用扫描电子显微镜(SEM/EDS)、傅里叶红外光谱等手段进行检测分析。研究表明,玉米芯与污泥的复配比为1∶3、粒径为0.83mm吸附剂受废水初始浓度影响较大,当废水初始浓度为50mg/L污泥基改性复合活性炭可适用于吸附低浓度重金属Cd~(2+)废水,实现低浓度Cd~(2+)的固化转移。     

燃烧(助)剂用量及煅烧温度对TiO2光催化性能的影响

为了找出自蔓燃制备TiO2光催化剂的最佳条件,本文以TiO(NO3)2为前驱体,以前躯体用量、燃烧剂柠檬酸和硝酸铵的比例、煅烧温度为主要考查因素,通过正交试验制备TiO2并进行亚甲基蓝的光催化降解实验.结果表明,自蔓燃工艺制备的TiO2粉体具有松散、多孔的特性;正交试验选出最优制备条件为:煅烧温度在550℃,n(TiCl4)∶n(柠檬酸)∶n(硝酸铵)=1∶1∶3,最优条件下的TiO2比不采用此工艺制备的TiO2的降解率提高了13.28％;最大光降解速率比不采用此工艺制备的TiO2的速率提高了58％.     

网状Co_3O_4电极材料的合成及其电化学性能研究

本研究以尺寸约为2μm的silicalite-1型沸石分子筛为模板,以Co(NO_3)_2·6H_2O为Co源,经过浸渍和焙烧处理,得到silicalite-1@Co_3O_4复合材料。将复合材料用10%HF浸泡脱模,得到一种具有网状结构的Co_3O_4,并通过扫描电镜表征产物形貌,电化学工作站测试电化学性能。     

β分子筛负载SO42- /FeaO3固体超强酸的制备及酯化性能研究

利用浸渍法将Fe2(SO4)3溶液负载到β分子筛上,经过焙烧制得β分子筛负载SO2-4-/Fe2O3固体超强酸催化剂.并以乙酸丁酯的酯化反应为探针,考查了β分子筛与Fe2(SO4)3的质量比、焙烧时间、焙烧温度对催化剂酯化性能的影响,得到了较佳的制备条件:Fe与β分子筛质量比为5:2,焙烧温度550C,焙烧时间4h.用...     

多弧离子镀TiC涂层水环境下摩擦学行为的研究

TiC涂层的制备采用多弧离子镀技术在钛合金(Ti_6Al_4V)表面沉积,并利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子谱(XPS)、纳米压痕仪、273A电化学工作站和多功能摩擦磨损试验机等表征Ti6Al4V及TiC涂层的微观结构、耐腐蚀性能和机械性能.研究结果显示,TiC涂层结构均匀致密,C元素主要以Ti-C、sp~2C-C及sp~3C-C键的形式存在;在钛合金表面沉积涂层后,材料硬度由6 GPa提高到37.5 GPa,腐蚀电流密度由2.4×10~(-6)m A/cm~2下降到6.2×10~(-7)m A/cm~2,在大气、去离子水、海水环境中的摩擦学性能得到显著提升.     

β分子筛负载SO42- /FeaO3固体超强酸的制备及酯化性能研究

利用浸渍法将Fe2(SO4)3溶液负载到β分子筛上,经过焙烧制得β分子筛负载SO2-4-/Fe2O3固体超强酸催化剂.并以乙酸丁酯的酯化反应为探针,考查了β分子筛与Fe2(SO4)3的质量比、焙烧时间、焙烧温度对催化剂酯化性能的影响,得到了较佳的制备条件:Fe与β分子筛质量比为5:2,焙烧温度550C,焙烧时间4h.用指示剂法测其酸强度H0≤12.7,为固体超强酸.     

一步溶剂热法合成硼掺杂石墨烯及其在锂离子电池上的应用

以氧化石墨烯、硼烷四氢呋喃为原料,通过简单的一步溶剂热法合成了硼掺杂石墨烯(B-rGO)材料.采用冷场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射仪、X射线能谱仪、恒流充放电测试和电化学阻抗测试对B-rGO材料进行表征.结果表明,多孔结构和硼原子掺杂的协同效应使B-rGO材料展现出优异的锂电性能.在0. 2 A·g~(-1)的电流密度下,经过100次循环充放电,其可逆容量高达400 m A·h·g~(-1).即便在电流密度高达2 A·g~(-1),仍能保持200 m A·h·g~(-1)的可逆容量,展现出杰出的倍率性能.     

硅藻土负载型复合相变材料的制备与表征

以硅藻精土为载体,以Na2SO4·10H2O和切片石蜡为相变材料,进行了复合相变材料的制备及表征。采用插层复合法制备出了硅藻土负载型的复合相变材料,采用差示扫描量热分析仪、SEM对复合材料的相变温度、相变潜热以及形貌等进行了表征。在Na2SO4·10H2O与切片石蜡的质量比为1:3、负载量为60%、负载时间为2h、水浴温度为70℃的条件下制备出了复合相变材料,其相变温度为31.22℃和51.20℃,相变潜热为79.81J/g,相变材料均匀地吸附硅藻土多孔基体材料中,并与基体材料结合为一体。