氯化铁体系绿色高效催化制备纳米纤维素

采用氯化铁(FeCl3)催化水解法制备纳米纤维素(CNC),考查了反应温度、反应时间、FeCl3用量、超声时间等因素对CNC得率的影响。结果表明,反应温度110℃,反应时间60 min,FeCl3质量分数10%,超声时间180 min时,CNC得率最高,达22%。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、Zeta电位测定仪等对CNC的结构、形貌、谱学性质和晶体性能、分散在液相介质中带电颗粒的有效电荷进行了表征,结果表明,电镜观察CNC为棒状,直径20~50 nm,长200~300 nm;XRD分析表明,CNC属于纤维素Ⅰ,结晶度达到76.2%,较纸浆纤维显著提高;Zeta电位测定结果显示,CNC在水溶液中具有良好的分散稳定性。该催化制备体系具有绿色环保、反应条件温和、容易控制、操作简单等优点,单根纳米纤维呈棒状,纤维之间相互交织成网状,有利于其在复合材料中的应用。     

纳米Fe/Ni双金属的制备及其对水中2,4-二氯酚的还原效果

 采用液相还原法制备了纳米Fe/Ni双金属材料,分析了FeCl₂浓度、n（Ni）/n（Fe）和n（NaBH₄）/n（FeCl₂）物质的量之比对制得的Fe/Ni双金属还原水中2,4-二氯酚（2,4-DCP）效果的影响,明确了Fe/Ni对2,4-DCP的还原脱氯途径。结果表明：在FeCl₂浓度为3 mol/L、n（Ni）/n（Fe）=4%,n（NaBH₄）/n（FeCl₂）=1的条件下制备的Fe/Ni双金属对2,4-DCP的去除率接近100%,且其中95%被还原成苯酚。纳米Fe/Ni为球形颗粒,粒径约为50 nm,在自身磁力作用下相互链接为枝状,又通过静电稳定作用分散聚集,形成海绵状多孔结构,BET比表面积为44.8 m²/g。纳米Fe/Ni还原2,4-DCP的途径主要是苯环上的2个C-Cl键依次被加氢还原,先脱去一个氯生成2-氯酚或4-氯酚,再进一步脱氯转化为稳态的苯酚。     

BaO催化纤维素转化制备乳酸的研究

通过探索水热条件下不同类型固体碱催化剂催化糖及纤维素等转化制乳酸的反应,优选出了直接由Ba（OH）₂焙烧制备的高效固体碱BaO催化剂,进而对反应温度、催化剂用量、底物浓度等实验条件进行了优化,结果表明,在220℃、0.6 MPa N₂压力的水热条件下,BaO（0.8 g）催化纤维素（0.25 g）分解得到的乳酸收率可达75%,反应时间仅7 h。通过傅里叶红外光谱分析及X射线衍射（XRD）表征确定了催化剂组成,进而明确了催化剂的活性组分。最后,对纤维素催化转化机制进行推导后认为：BaO及其水解产生的Ba²⁺作用于纤维素分子间及分子内氢键,促进其断裂,而BaO水合生成的Ba（OH）₂提供了纤维素单体间糖苷键断键、葡萄糖异构及果糖分子内C3-C4键断键所需的碱条件。     

具有结构色的生物质纳米纤维的制备与表征

 采用硫酸水解联合高压均质化,制备了生物质纳米纤维素晶体（CNC）,经超声波处理诱导自组装形成手性排列,并研究了其自组装膜的结构色特征。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察显示,纤维素纳米晶体尺寸均一,多呈短棒状,具备形成手性排列的结构基础。表面电势、流变性能及偏光特性研究表明,水解时硫酸浓度越高,生成的CNC表面Zeta电位绝对值越大,黏度越大,越利于形成手性排列,从而产生良好的偏光性;CNC经超声波处理有助于自组装成“光子晶体”,显示出较好的结构色。     

海藻纤维素气凝胶：从绿潮到新材料

 系统讨论了绿潮浒苔的独特结构和功能特性,旨在制备纳米纤丝化的海藻纤维素和高比表面积的气凝胶材料,并为浒苔的高价值应用提供新的思路。将绿潮肇事种浒苔化学纯化脱去多糖、蛋白、脂肪后,用圆盘胶磨（20000 r/min,20 min）进行纳米纤丝化,制备出均一直径（大约40 nm）和高长径比的I_α纳米纤丝化纤维素。经由叔丁醇置换和冷冻干燥后可以制备出高比表面积（277 cm²/g）、密度为23 mg/cm³的柔性纳米纤丝化纤维素气凝胶。所有这些结果通过扫描电镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）进行分析。在此基础上,采用机械法直接用胶体磨将浒苔原料进行纳米纤丝化,冷冻干燥后制备出全组分的浒苔泡沫材料。     

纳米CeO2的表面改性及其在水介质中的分散性能

采用阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠对纳米CeO₂进行表面修饰,考察了表面改性工艺条件对纳米CeO₂在水介质中粒度分布及Zeta电位的影响,确定了适宜的表面改性工艺条件：改性剂质量浓度60g/L、改性温度25℃、改性时间4h、搅拌速率150r/min,pH 9~11。采用TEM、FT-IR、XRD对改性前后的纳米CeO₂颗粒进行了表征,结果表明改性后纳米CeO₂表面包裹了一层改性剂分子,颗粒在水介质中分散性良好,达到了单分散。此外,采用溶液共混法制备聚乙烯醇（PVA）/ CeO₂纳米复合膜材料,利用UV-Vis分光光度计表征了复合膜材料的光学性能,发现纳米复合膜具有良好的紫外屏蔽性能以及高的可见光透过率,在300~400nm的近紫外光区,复合膜的紫外屏蔽率可达97%,添加5%纳米粒子的复合膜在650nm处的可见光透过率比纯PVA膜降低了3%,保证了复合膜的透明度。     

静电纺丝制备复合纳米纤维聚丙烯腈/纳米纤维素晶体/银及其性能

采用静电纺丝技术, 以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂, 聚丙烯腈为载体, 制备复合纳米纤维聚丙烯腈/纳米纤维素晶体/银, 并用Fourier变换红外光谱（FT-IR）、 透射电子显微镜（TEM）、 扫描电子显微镜（SEM）、 差热 热重分析（TG-DTG）和X射线衍射（XRD）等方法对复合纳米纤维的化学结构、 形貌、 热稳定性和晶体结构进行表征. 结果表明： 聚丙烯腈、 纳米纤维素晶体和银纳米粒子有机结合形成复合纳米纤维聚丙烯腈/纳米纤维素晶体/银; 复合纳米纤维的尺寸均匀, 平均直径为（214±12）nm, Ag纳米粒子在复合纳米纤维体系中均匀分布, 粒径为5~25 nm; 该复合纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能优异.     

SrFeO3-δ纳/微米纤维的制备及其磁性

利用静电纺丝法与溶胶 凝胶技术, 制备PVP/Sr(OOCCH₃)₂·0.5H₂OC₁₅H₂₁FeO₆复合纳米纤维, 热处理后得到了SrFeO_3-δ纳/微米纤维, 并采用X射线衍射（XRD）、 扫描电镜（SEM）、 透射电镜（TEM）和超导量子干涉仪磁强计（SQUID）研究纤维样品的晶体结构、 微观形貌及其磁性. 实验结果表明： PVP/Sr(OOCCH₃)₂·0.5H₂OC₁₅H₂₁FeO₆复合纤维表面光滑, 长直连续, 平均直径约为500 nm; 在空气气氛下, 经800 ℃焙烧2 h后得到的SrFeO_3-δ纳/微米纤维均为较纯的立方钙钛矿型结构, 平均晶粒尺寸约为32 nm, 纤维直径为260~480 nm, 平均直径约为400 nm, 具有较大长径比; 当温度为175 ℃时, SrFeO_3-δ纤维样品的磁化率有极大值, 磁性纳米效应的影响及SrFeO_3-δ中螺旋反铁磁有序性、 顺磁性和铁磁性的共同作用使得纤维样品与块体样品的磁学性能不同, 其Neel温度与Curie温度均升高.     

MWCNTs负载MoBiSx纳米颗粒电催化还原CO2的性能研究

采用简单的水热法制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）负载钼铋双金属硫化物（MoBiS_x）纳米颗粒复合催化剂,目的是对MoBiS_x的形貌尺寸以及低电导率进行改性,提高其在[EMIM]BF₄-H₂O电解液中的电催化还原CO₂性能。结果表明：尺寸约为10 nm～15 nm的MoBiS_x纳米颗粒均匀的负载在MWCNTs表面上。与MoBiS_x纳米颗粒催化剂相比,复合催化剂在[EMIM]BF₄-H₂O电解液中表现出更加优异的电催化还原CO₂的活性和选择性。进一步研究了复合催化剂在[EMIM]BF₄-H₂O电解液中水含量对电催化还原CO₂性能的影响。随着水含量的增加,还原电流密度逐渐增大。在[EMIM]BF₄-H₂O（40%）电解液中复合催化剂的催化电位为-0.3 V vs S...     

熔盐电解法制备PPy/3R-MoS2纳米片及对U(VI)吸附效果的研究

为提高水溶液中铀的分离能力,本文采用熔盐电解法制备3R-MoS₂纳米片,并用聚吡咯(PPy)对其进行改性,采用水热法合成了复合纳米吸附剂(PPy/3R-MoS₂)。在700 K温度下,以Mo丝为阴极,C棒为阳极,调节恒电流电位仪电流大小为2 A,对KCl–NaCl–Na₂MoO₄–KSCN熔盐体系进行恒电流电解1 h。待电解产物冷却至室温后,用去离子水洗涤过滤,在60℃下真空干燥2 h,得到3R-MoS₂纳米片。将制备的3R-MoS₂纳米片(1.0 g)分散在50 mL含PPy(2.34 mL)的去离子水中,加入10 mL(1 mol/L) FeCl₃溶液,在10℃下放置24 h。将反应后的样品在5000 r/min下离心20 min,用无水乙醇和去离子水分散两次后,在70°C下真空干燥2 h,得到PPy/3R-MoS₂纳米片。通过批次吸附实验,探究了制备的纳米片在不同pH、反应时间、U(VI)初始浓度和温度条件下对U(VI)的吸附效果,并利用SEM、HRTEM、XRD、FTIR和XPS对其进行表征。在不同实验条件下,与3R-MoS₂和聚吡咯(PPy)相比,复合纳米吸附剂(PPy/3R-MoS₂)对U(VI)的吸附能力增强。当U(VI)初始浓度为80–100 mg/L时, PPy、3R-MoS₂和PPy/3R-MoS₂的吸附均达到平衡,最大吸附量分别为30.9、58.7和200.4 mg/g。XPS和FTIR分析阐明了其吸附机理:1) 带负电的PPy/3R-MoS₂纳米片通过静电吸引捕获UO₂2+);2) 裸露的C,N,Mo,S原子通过配位作用与U(VI)络合;3) 络合物中的Mo将吸附的U(VI)部分还原为U(IV),再生了吸附位点,从而连续吸附U(VI)。具有高吸附容量和化学稳定性的PPy/3R-MoS₂复合材料的设计为放射性核素的去除提供了新的方向。     

杂多酸H3PW12O40催化降解微晶纤维素

 以杂多酸H₃PW₁₂O₄₀为催化剂,1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)离子液体为溶剂,在较温和条件下对微晶纤维素(MCC)进行降解实验。研究了反应温度、反应时间、加水量及催化剂用量等条件对降解反应的影响。研究结果表明,以离子液体[Amim]Cl(2.0 g)为溶剂,降解微晶纤维素(0.1 g,0.6 mmol),当催化剂用量为0.09 当量(eq)、加水量为0.07 mL、微波加热160℃反应30 min 时,微晶纤维素的降解效果最佳,其中可还原糖(TRS)的收率可达66.8%,葡萄糖收率为32.8%,纤维二糖收率为17.6%。     

优质CuNiLDH的制备及结构分析

以Cu(NO3)2·3H2O、Ni(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O为原材料,Na2CO3-NaHCO3为缓冲溶液,Na2 CO3为沉淀剂,采用水热法制备了优质的CuNiLDH.研究结果表明:当水热反应温度为180℃、反应时间为120 h时制得的CuNiLDH晶体最优.用X-射线衍射(XRD)、透射电镜...     

石墨相氮化碳的制备及表征

采用高能球磨法, 以氮化锂和酰氯氰脲作为前驱物, 并在反应物中滴入少量丙酮制备石墨相氮化碳. 将获得物在真空条件下的管式炉中热处理, 制备出球形体材料.  XRD结果表明, 合成的样品为结晶的石墨相氮化碳.  FTIR和XPS给出合成的石墨相氮化碳内部氮原子和碳原子的主要键合状态.  通过透射电子显微镜分析可知, 合成样品主要由直径为200~300 nm的球形粒子组成.       

水热法合成磁性纳米微球NiFe2O4及其电化学稳定性分析

采用Ni(NO₃)₂·6H₂O和FeCl₃·6H₂O混合水热法合成纳米NiFe₂O₄粉体, 通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对样品进行表征, 并对其进行充放电循环测试. 实验结果表明： 生成的纳米NiFe₂O₄粉体为准晶型, 呈球状, 结晶度高, 晶型完好, 粒径分布均匀; 第1,30,50,70次的充放电比容量分别为（997,1 019）,(726,750.2),(560.9,578.4),(514.8,528.2)(mA·h)/g, 表明NiFe₂O₄具有较好的电化学稳定性.     

超细氧化铈制备工艺研究

针对传统的沉淀法制备氧化铈工艺,研究了以Ce Cl3溶液为原料的超声喷雾热解法制备超细Ce O2短流程工艺路线.通过TG-DTA实验研究Ce Cl3·7H2O的热分解过程,利用XRD,SEM和TEM表征了沉淀法和喷雾热解法制得的样品,最后从产品、流程及资源综合利用等方面对两种工艺进行对比分析.结果表明:Ce Cl3·7H2O在25~233℃为脱水反应,热分解温度为500℃,高于583℃热分解完全;在600℃时超声喷雾热解法制备的Ce O2分散性好、形貌规则,粒度主要分布在0.11~0.80μm,沉淀法制备的Ce O2有团聚现象且形貌不规则.超声喷雾热解法是一种流程短、资源综合利用高且产品形貌规则的清洁工艺技术.     

可见光活性Ag/g-C3N4复合光催化剂的光还原制备及其光催化性能研究

以硝酸银与三聚氰胺为原料，采用简单的热解和光还原法制备出纳米银负载的复合可见光催化剂Ag/g-C₃N₄，并通过XRD、TEM、EDX、FT-IR、UV-vis、PL、XPS对样品进行表征，结果表明在所制备的Ag/g-C₃N₄复合光催化剂中纳米Ag粒径为5~15 nm，在g-C₃N₄载体上均匀分散。对不同质量分数的Ag/g-C₃N₄复合光催化剂的光催化评价结果表明：当Ag/g-C₃N₄的质量分数为25%时，样品25-PACN有较强的光吸收以及较低的电子空穴复合率而表现出最高的光催化活性，对罗丹明B的降解率达75%；5次循环实验后，25-PACN的活性仍在60%左右，稳定性较好。     

SDBS改性海藻酸钠磁球吸附水体中Cu（Ⅱ）的性能

以FeCl₃·6H₂O,FeCl₂·4H₂O和NaOH为原料,先制备磁流体 Fe₃O₄,再制备十二烷基苯磺酸钠（SDBS）改性海藻酸钠磁球, 通过单因素实验考察溶液pH值、 初始质量浓度、吸附时间和温度对磁球吸附水体中Cu²⁺的影响,并在B3LYP/6-31G^**水平上模拟海藻酸钠阴离子与Ca²⁺和Cu²⁺的配位特点.  实验结果表明： 在25 ℃,吸附 80 min,初始质量浓度为100 mg/L,pH=4时,最大吸附量为116.6 mg/g;Cu²⁺比Ca²⁺的成键能力强.     

SDBS改性海藻酸钠磁球吸附水体中Cu（Ⅱ）的性能

以FeCl₃·6H₂O,FeCl₂·4H₂O和NaOH为原料,先制备磁流体 Fe₃O₄,再制备十二烷基苯磺酸钠（SDBS）改性海藻酸钠磁球, 通过单因素实验考察溶液pH值、 初始质量浓度、吸附时间和温度对磁球吸附水体中Cu²⁺的影响,并在B3LYP/6-31G^**水平上模拟海藻酸钠阴离子与Ca²⁺和Cu²⁺的配位特点.  实验结果表明： 在25 ℃,吸附 80 min,初始质量浓度为100 mg/L,pH=4时,最大吸附量为116.6 mg/g;Cu²⁺比Ca²⁺的成键能力强.