吸附尿素的多孔硅结构电性质研究

电阻率为15～20Ωcm n型单晶硅在氢氟酸-乙醇溶液中通过光电化学阳极氧化刻蚀后,再经过光氧化处理得到稳定化的多孔硅（pmoussilicon,PS）．在PS结构基础上通过真空蒸镀金属铝（Al）层形成Al／PS／Si／Al纵向结构和PS两端镀铝的Al-PS-Al横向结构．利用多孔硅高比表面积对不同浓度尿素进行吸附后,得到Al/PS-urea／Si／Al or Al-PS-urea-Al结构．研究了上述两种结构的电流电压的半对数关系,结果表明lg I-V曲线与被吸附尿素的含量呈递减关系,浸泡Ps的尿素溶液浓度在1μg·ml^-1-1mg·ml^-1范围内呈线性递减关系．基于这两种结构的多孔硅器件有望实现对尿素的传感．     

植物结构铝基复合材料的制备及热学性能

为研制新型复合材料,将植物结构引入到金属基复合材料的制备中.该文以柳桉木材为模板,先将其转变为多孔碳,再通过铝合金和硅树脂的浸渍,制备了具有木材结构的Al/C、Al/(SiC+C)两种铝基复合材料,并通过扫面电镜、热膨胀仪和导热仪对复合材料的微观结构、热膨胀性能及导热性能进行了研究,建立了导热模型.结果发现该复合材料的结构由所选模板的结构决定,这与以往结构完全由人为控制的金属基复合材料不同;并且其热膨胀系数明显低于铝合金,导热系数(98.2和95.4 W·m~(-1)·K~(-1))远高于由木材转化的多孔碳(2.22 W·m~(-1)·K~(-1)).     

多孔硅光电特性及其应用

通过对金属铝、多孔硅及单晶硅样品在无光照和有光照两种不同条件下I-U特性的测试,研究了多孔硅光电特性及其应用.结果表明,多孔硅(PS)具有高的电阻率和敏感的光学特性     

用硅钛酸盐快速高效清除水中低浓度铅离子

通过水热法合成了水合结晶硅钛酸钠(Na-CST)和25%铌取代水合结晶硅钛酸钠(Na-Nb/CST),利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET氮气吸附法对其进行了表征,并用这两种材料对铅开展了吸附实验.结果显示,在pH值为4.00～6.50时两种材料有良好的吸附效果,吸附过程在60 min内达到平衡,饱和吸附容量分别为70.1 mg·g~(-1)和70.7 mg·g~(-1).两种吸附剂均表现出良好的水体除铅性能,在质量浓度为10~(-9)kg·L~(-1)量级的铅溶液中对铅的去除率可以达到94%以上,吸附后水中铅残留量降至3×10~(-9)kg·L~(-1)以下,符合世界卫生组织规定的饮用水铅含量标准.     

制备焙烧Mg/Al水滑石及同时去除水中氟和硬度

通过共沉淀法制备焙烧Mg/Al水滑石(HTCs-400-MgAl),利用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外线光谱(FTIR)对材料进行表征,研究焙烧水滑石投加的质量浓度、温度、溶液初始pH值、吸附动力学和等温吸附等对吸附效果的影响.结果表明:当焙烧水滑石在最佳投加质量浓度为6g·L~(-1)时,其在4h内对初始质量浓度为10mg·L~(-1)的氟离子和500mg·L~(-1)的硬度(以CaCO_3的质量浓度计算)的吸附量分别为1.57,47.50mg·g~(-1);焙烧水滑石吸附氟离子的过程更符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,其去除机理为结构重建;焙烧水滑石吸附硬度的过程更符合拟二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,其去除机理包括表面吸附和生成沉淀去除.     

多孔二氧化钛负载型硅钨杂多酸的制备与表征

为了使硅钨酸催化剂在使用后能分离出来并重复使用,以硫酸钛为钛源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,在酸性条件下,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法合成2种负载型的硅钨酸/多孔二氧化钛.采用IR、TGA-DSC和N2-吸附脱附等方法对催化剂的结构和性质进行表征,并以乙酸异戊酯的合成作为评价反应,考察所制备的硅钨酸/多孔二氧化钛催化剂的催化活性和重复使用性.结果发现:采用溶胶-凝胶法所制备的硅钨酸/多孔二氧化钛(Ⅱ)中,硅钨酸和载体二氧化钛的结合更加牢固,对乙酸异戊酯的合成反应具有很好的催化活性和重复使用性.     

胶束模板法构筑多孔吸附剂及其对稀土金属La(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)的吸附性能研究

以环己烷(HM)为有机相,表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)形成的胶束为模板,天然高分子黄原胶(XG)为接枝骨架,丙烯酸(AA)和对苯乙烯磺酸钠(SS)为共聚单体,伊蒙粘土(ISC)为无机组分,通过自由基聚合制备得到一种有机/无机复合的多孔材料XG-g-P(AA-co-SS)/ISC.结果表明,在胶束形成过程中,加入适量的环己烷有助于材料内部多孔结构的形成.该多孔材料对水体中稀土金属La(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)表现出良好的吸附性能,25mL 200mg·L~(-1)的La(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)在15min内达到吸附饱和,最大吸附量分别为277.1和249.4mg·g~(-1).通过连续8次吸附-脱附循环实验表明,该多孔吸附剂具有良好的可再生性能.     

多孔硅整流特性研究

从多孔硅的最基本的器件结构--金属/多孔硅/硅入手,研究这种结构的电学性质:整流特性,对进一步理解和提高多孔硅的电致发光和多孔硅在其它一些电学方面的应用有着积极的意义.用电化学腐蚀法制得多孔硅,对多孔硅电化学氧化和氮气气氛下退火,研究这两种后处理方式对多孔硅整流特性的影响.多孔硅经高浓度硫酸电化学氧化后,整流特性消失;多孔硅经氮气气氛下退火后,整流特性增强;分析了相应的机理.     

多孔硅表面Si-OH结构的研究

建立了2×1的表面为Si-OH结构的多孔硅(Porous Silicon,PS)模型,在周期性边界条件下的K空间中,采用基于密度泛函理论广义梯度近似的平面波超软赝势方法,对Si-OH结构进行几何结构与电子结构的计算研究.通过分析优化后稳定的Si-OH结构,从理论上证实多孔硅的结构是完全不规则的,表面结构中两类Si-O键长值分别介于0.161-0.163 nm之间和0.168-0.170 nm之间,两类O-H键长值分别为0.097 nm和0.098-0.100 nm,角∠Si-O-H的值主要分布在109.0°-116.3°之间,角∠O-Si-O的值主要分布在96.2°-98.5°之间;最后通过电子局域函数ELF图分析了表面成键与表面电子分布特性.     

β-环糊精交联聚合物吸附水中亚甲蓝的机理

以氧化镁为致孔剂,利用环氧氯丙烷交联β-环糊精,合成多孔β-环糊精交联聚合物(β-CDP).考察β-CDP对亚甲蓝(MB)的吸附动力学、热力学讨论吸附的作用机理,并考察pH值、MB的初始质量浓度、吸附剂的投入量、吸附时间及吸附温度对β-CDP吸附MB的影响.结果表明:在室温下,水体的pH值为6.54,MB初始质量浓度为40 mg·L^-1,吸附剂投入量为0.6 g·L^-1,β-CDP的最大吸附量为62.6 mg·L^-1;吸附符合准二级吸附动力学模型和Freundlich等温吸附模型;结合颗粒内扩散模型,以及吸附热力学数据ΔH为20.50 kJ·mol^-1,ΔG为-6.1~-7.5 kJ·mol^-1,可得该吸附为异质表面的多因素联合控制物理吸附.