ZnO纳米纤维的静电纺丝及其光催化性能的研究

以聚乙烯醇溶液为络合剂与醋酸锌反应制得前驱体溶液,采用静电纺丝法制备PVA/Zn(Ac)2复合纳米纤维,经过高温煅烧得到直径为100 nm的ZnO纳米纤维,采用差热-热重分析、红外光谱分析、X射线粉末衍射分析及扫描电镜等手段对其进行了表征.光催化降解酸性品红溶液的实验结果表明,太阳光照65 min使质量浓度为45 mg/L酸性品红水溶液的脱色率达93%;另外,重复使用ZnO纳米纤维4次之后,其光催化降解率仍能达到70%以上.这充分说明ZnO纳米纤维具有良好的光催化性能.     

松针活性炭对酸性品红的吸附研究

以松树落叶在400℃煅烧30min后的松针活性炭作吸附剂,通过单因素实验考察了初始浓度、吸附剂用量、粒径、吸附时间、p H值等条件下,吸附剂对酸性品红模拟废水的吸附脱色效果;在此基础上的四因素三水平正交试验结果表明,当p H=6、转速为200r/min、吸附时间为35min时,0.3g吸附剂颗粒过90mesh筛的松针活性炭对100m L初始浓度为45mg/L的酸性品红溶液的脱色率达92.1%,稀释倍数为13倍,其水质色度指标达到国家《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)排放标准;等温吸附实验结果表明,松针活性炭吸附剂对酸性品红的吸附能较好地符合Freundlich吸附等温式方程,说明该吸附主要为多层吸附过程。     

常温常压湿式催化氧化染料废水的Mo-Cu-Fe-O新型复合催化材料

染料广泛应用于纺织厂、皮革厂以及染发等各个领域.染料废水具有成分复杂、浓度高、色度大和生物难降解等特性,因此传统的处理方法难以将其完全降解.高级氧化技术已成为国内外广泛应用的染料废水处理技术之一,特别是湿式催化氧化(CWAO)技术.然而,CWAO工艺中反应往往需要高温(通常为200-280℃)和高压(通常为2-9 MPa),制约了其广泛应用.因此,人们致力于研发具有高催化活性的催化剂,通过改变反应历程和降低反应的活化能,使反应在常温常压条件下进行.本课题组曾采用钼酸盐浸渍于Zn/Al LDHs溶液中成功制备了Mo/Zn-Al LDHs催化剂,该催化剂能在常温常压下湿式催化氧化降解阳离子红GTL有机废水.Mo/Zn-Al LDHs催化剂中Mo作为主催化成分,Zn-Al LDHs作为载体.Cu-Fe LDHs本身作为一种催化剂,与Mo相结合能有效提高催化剂的活性及稳定性,因此本文采用浸渍法制备了Mo-Cu-Fe-O新型复合催化材料,采用X射线衍射、氢气程序升温还原、循环伏安法和氧气程序升温脱附等表征手段研究了Mo-Cu-Fe-O材料的结构及氧化还原特性.以阳离子红GTL、结晶紫和酸性红为染料废水代表,研究了常温常压下Mo-Cu-Fe-O催化降解染料废水的催化活性.结果表明,在中性条件下Mo-Cu-Fe-O对阳离子型染料废水具有良好的催化活性.循环使用七次后该样品对阳离子红GTL和酸性红的脱色率分别达到91.5%和92.8%,然而对酸性红阴离子型染料废水基本无催化活性.在常温常压CWAO过程中产生的羟基自由基能有效降解阳离子GTL废水,其废水毒性随着反应的进行逐渐减小.     

常温常压湿式催化氧化染料废水的Mo-Cu-Fe-O新型复合催化材料（英文）

染料广泛应用于纺织厂、皮革厂以及染发等各个领域.染料废水具有成分复杂、浓度高、色度大和生物难降解等特性,因此传统的处理方法难以将其完全降解.高级氧化技术已成为国内外广泛应用的染料废水处理技术之一,特别是湿式催化氧化(CWAO)技术.然而,CWAO工艺中反应往往需要高温(通常为200-280°C)和高压(通常为2-9 MPa),制约了其广泛应用.因此,人们致力于研发具有高催化活性的催化剂,通过改变反应历程和降低反应的活化能,使反应在常温常压条件下进行.本课题组曾采用钼酸盐浸渍于Zn/Al LDHs溶液中成功制备了Mo/Zn-Al LDHs催化剂,该催化剂能在常温常压下湿式催化氧化降解阳离子红GTL有机废水.Mo/Zn-Al LDHs催化剂中Mo作为主催化成分,Zn-Al LDHs作为载体.Cu-Fe LDHs本身作为一种催化剂,与Mo相结合能有效提高催化剂的活性及稳定性,因此本文采用浸渍法制备了Mo-Cu-Fe-O新型复合催化材料,采用X射线衍射、氢气程序升温还原、循环伏安法和氧气程序升温脱附等表征手段研究了Mo-Cu-Fe-O材料的结构及氧化还原特性.以阳离子红GTL、结晶紫和酸性红为染料废水代表,研究了常温常压下Mo-Cu-Fe-O催化降解染料废水的催化活性.结果表明,在中性条件下Mo-Cu-Fe-O对阳离子型染料废水具有良好的催化活性.循环使用七次后该样品对阳离子红GTL和酸性红的脱色率分别达到91.5%和92.8%,然而对酸性红阴离子型染料废水基本无催化活性.在常温常压CWAO过程中产生的羟基自由基能有效降解阳离子GTL废水,其废水毒性随着反应的进行逐渐减小.     

超声MnO2联用降解丁基罗丹明B染料

采用超声MnO2体系降解丁基罗丹明B染料,考察了pH值、声强、MnO2投加量等因素对染料降解过程的影响。实验结果表明,溶液pH=3.0,MnO2投加量为1.5g/L,声强=40.7W/cm2,超声辐照10mg/L的罗丹明B溶液48m in,染料的脱色率为98.73%;超声和MnO2的协同效应在酸性条件下较为明显,溶液中产生大量.OH强化了对染料的声化学脱色和降解过程;丁基罗丹明B的超声降解过程以自由基的氧化反应为主,服从动力学一级反应。     

声化学降解染料结晶紫的研究

采用频率为20 kHz的超声波降解阳离子染料结晶紫(CV)溶液,考察了溶液初始浓度、pH值、声能强度、时间、温度等因素对染料声化学降解过程的影响.实验结果表明,溶液初始浓度为30 mg/L、pH=8.0、声强=47.5 W/cm2、超声辐照50 m in,CV的脱色率达97.8%;CV的超声降解过程以高温热解反应为主,服从动力学一级反应;当超声/H2O2、超声/镁联合作用时,二者产生协同效应,溶液中产生大量OH自由基,强化了CV的声化学脱色和降解过程.     

超声强化Keggin型Fe-Mo-Zr杂多酸盐降解染料废水

合成了Fe-Mo-Zr杂多酸盐催化剂,并利用红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)对制得的产物进行了表征,研究了Fe-Mo-Zr杂多酸盐超声降解模拟酸性绿B(AGB)染料废水的效果.结果表明,合成的杂多酸盐具有Keggin型结构,催化剂的投加量、染料的初始浓度及初始pH值、超声频率及超声时间都对降解效果产生一定的影响.当染料浓度为10mg/L,催化剂的投加量为0.6g/L时,在pH为5.0的条件下,用40kHz超声辐射60min,降解率最高可达93.18%.通过动力学分析:降解反应符合一级反应动力学模型,速率常数随初始浓度的增加而减小.     

Fe_3O_4/SiO_2-NH_2磁性介孔纳米粒子的制备及其对酸性品红的吸附

采用共沉淀法,合成了由两亲性嵌段共聚物聚(苯乙烯)-b-聚(甲基丙烯酸聚乙二醇酯)(PSt-bPMAPEG)修饰的Fe_3O_4-聚合物复合纳米粒子。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(AAPTS)为功能化试剂,制备了氨基功能化介孔材料Fe_3O_4/SiO_2-NH2。采用X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),透射电子显微镜(TEM),N_2吸附/脱附等手段对Fe_3O_4/SiO_2-NH2进行了表征。结果表明,成功制备粒径约为50nm,孔径分别为3.3nm和42.9nm的Fe_3O_4/SiO_2介孔粒子。将磁性材料对水中酸性品红进行吸附性能研究,探讨了Fe_3O_4/SiO_2-NH2对染料酸性品红的吸附效率。结果表明:Fe_3O_4/SiO_2-NH2的用量为10mg,吸附时间为3.5min,溶液起始浓度为0.25mmol·L-1时吸附率达93.32%。     

比率检测高/半胱氨酸荧光染料的合成及活细胞成像研究

经一步简单反应获得了一例长波长尼罗蓝衍生物荧光染料RB-S. 该染料分子RB-S对高/半胱氨酸具有明显的荧光响应,且随着高/半胱氨酸浓度（0.03～0.33 μmol/L）逐渐增加,染料荧光强度在685 nm处减弱,相应地在755 nm处增强,在685与755 nm处的荧光变化具有良好线性关系的比率荧光变化. 通过高效液相色谱-质谱联用技术以及核磁滴定氢谱研究了染料分子检测高/半胱氨酸的机理. 试验结果表明：染料分子中的醛基与高/半胱氨酸发生成环反应生成噻唑烷. 在体外溶液测试中（pH=7.4）,染料分子RB-S对高/半胱氨酸的检出限为0.025 μmol/L,且不存在其他物质干扰,成功用于血清样品中内高/半胱氨酸荧光比率检测. 染料分子RB-S具有良好的活细胞膜通透性,使其能够对活细胞内高/半胱氨酸荧光比率成像.     

水溶性染料在PbTiO3体系中的光催化降解

以PbTiO₃为光催化剂,对多种水溶性染料的光催化降解反应进行了研究,结果表明：光降解脱色效率与染料溶液的pH值、光照时间、光源种类及催化剂用量等因素有关.染料溶液浓度为10mg/L,pH=6,催化剂用量为100mg/50mL,直接以太阳光作光源,光照1h以后,脱色率达90%以上,有机染料中硫和氮元素转化为SO₄^2-和NO₃^-的生成率分别为85%和65%.     

Preparation and Ethanol Sensing Properties of ZnO Nanofibers

ZnO nanofibers with an average diameter of about 90 nm were prepared by an electrospinning method combined with a calcination process. The as-electrospun nanofibers before and after calcination were characterized by means of differential thermal analysis(DTA), thermal gravimetric analysis(TGA), X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM). The fibers after calcination at 600 °C belong to the hexagonal wurtzite structure. The sensor based on ZnO nanofibers exhibited excellent ethanol sensing properties at 206 °C such as good linear dependence in the low concentration(1―100 μL/L), high response, and good selectivity. Fast response(less than 2 s) and recovery(about 16 s) were also observed in our investigations.     

静电纺丝法制备交联多孔纳米碳纤维膜及其电化学电容性能

以聚丙烯腈(PAN)和三聚氰胺为原料,通过静电纺丝法制备了三聚氰胺改性聚丙烯腈纳米纤维前驱体,经预氧化、碳化后得到交联的多孔纳米碳纤维.采用红外光谱(FTIR)仪、热重分析(TGA)仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、拉曼光谱仪和比表面积分析仪等对前驱体及纤维进行了表征.结果表明,经过三聚氰胺改性的聚丙烯腈纳米纤维前驱体在碳化后有效地交联,形成含有微孔、介孔和大孔多级的合理孔道结构,氮掺杂量高达14.3%,纤维直径大幅缩减,平均直径仅约89 nm.电化学测试结果表明,交联多孔纳米碳纤维电极在0.05 A·g^-1电流密度下未经活化时的质量比电容值高达194 F·g^-1(0.05 A·g^-1),在2 A·g^-1的电流密度下经过1000次循环充放电后的比电容仍然保持99.2%,表现出优异的电化学特性.     

沉淀聚合制备荧光聚脲微球及Fe3+检测

以异氟尔酮二异氰酸酯为单体, 以氨基功能化的1.8-萘二甲酰亚胺(AABD)为荧光基团, 在水/丙酮质量比为3/7的混合溶剂中, 通过沉淀聚合制备了表面洁净的高度单分散荧光聚脲微球(FPU). 通过FTIR及¹H NMR对AABD及FPU的化学结构进行了表征; 通过UV-Vis光谱确定FPU中嵌入的AABD荧光单元的含量; 通过荧光光谱研究了FPU固体粉末分散在水中及溶解在N-甲基吡咯烷酮中的荧光特性以及FPU分散在不同Fe³⁺浓度水溶液中的荧光变化. 结果表明, FPU的平均粒径(D_n)为5.24 μm, 粒径分布(D_w/D_n)为1.004, 具有强烈的绿色荧光(激发波长为420 nm, 最大发射波长为522 nm); FPU分散在水中不发生荧光自猝灭, 其荧光强度随着Fe³⁺浓度的增加(10^-4 ~10^-3 mol/L)呈线性降低.     

Interaction between dispersed photochromic compound and polymer matrix

Thin films containing photochromatic spiropyran (SP) was prepared from polymethyl methacrylate (PMMA), polyethyl methacrylate (PEMA), poly(n-butyl methacrylate) (PnBMA), and styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS). The thin films were illuminated with the ultraviolet light (365 nm) under various temperatures. The photochromic response was monitored with a multichannel photodetector. The results show that the photocoloring rate of SP was faster in PMMA, while the thermal decoloring rate was faster in SBS. In addition, the decoloring rate was higher in a polymer matrix with lower T_g.     

硫化镉准纳米圆球的人工活性膜法控制合成及其性能研究

首次利用胶棉人工活性膜板，在0.1mol/L CdCl_2溶液和0.1mol/L Na_2S溶液 组成的隔膜组装体系中，成功制备了硫化镉准纳米圆球。产物粒径范围80～280nm ，平均粒径～170nm，圆球边界清晰，为立方闪锌矿多晶结构，晶格常数a=0. 5818nm。光学性质研究表明，当激发波长为390nm时，出现了波长为480nm的蓝光和 535nm的绿光两个发射峰；紫外-可见光谱在475nm处有最大吸收，与常规材料相比 “蓝移”了40nm，表现出明显的量子尺寸效应。另外还对产物合成机理进行了探讨 。     

低温水相合成巯基化聚乙烯醇/CdS量子点纳米复合物及用于测定环境水样中痕量Cu~(2+)

采用水相合成法,在低温N2气保护条件下,以巯基化聚乙烯醇(PVA)为基体材料合成一种环境友好型PVA/CdS量子点纳米复合物,并通过红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重(TG)、荧光光谱(PL)和紫外可见光谱(UV-Vis)等技术手段对复合物进行结构表征和光学性能研究。测试结果表明,复合物中CdS量子点为立方晶型结构,形状为球形,粒径小于5nm,具有很好的稳定性、分散性及发光性质。此外,Cu~(2+)对PVA/CdS水溶液荧光具有良好的猝灭作用,其荧光猝灭程度与Cu~(2+)浓度在1~1000nmol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.9923,方法检出限为0.12nmol/L。该纳米复合物荧光分析方法简便快速、灵敏度高、检出限低,已应用于实际黄河水样中痕量Cu~(2+)的分析与检测。     

聚硼酸酯表面活性剂囊泡自发形成

通过直接引发聚合, 以偶氮二异丁腈为引发剂, 用N-羟甲基丙烯酰胺、硼酸三乙酯和N,N-二羟乙基十二烷基胺制备了聚硼酸酯(PMBE)表面活性剂, 用红外光谱、核磁共振谱和凝胶色谱对其结构进行了表征; 用透射电镜(TEM)研究了PMBE在纯水和0.1 mol/L NaCl水溶液中的自组装形态. 结果表明, PMBE在水和0.1 mol/L NaCl溶液中皆可自发形成聚合囊泡; 在水溶液中PMBE囊泡粒径约为20 nm, 而NaCl溶液中囊泡直径增大, 在150~250 nm之间, 分布较为均匀; 结合两亲性分子排列参数理论和一定的近似处理方法对PMBE聚合囊泡的形成机理进行了初步探讨.     

降解裙带菜多糖对纳米硒的形成与稳定作用

在常温下的降解裙带菜多糖(Degraded Undaria Pinnatifida Charv. Suringer polysaccharide, DUP)水溶液中, 由适当过量的抗坏血酸(Vc)与二氧化硒(SeO2)反应制备纳米单质硒(Se0). 通过共振瑞利散射、激光散射和透射电镜(TEM)研究了DUP对Se0粒径的调控和在液相中的稳定作用. 结果表明, DUP通过控制还原速度和表面修饰而把Se0粒子调节在较窄的粒径分布范围内当Se0浓度为0.0507—3.245 mmol/L时, DUP表面修饰的球状纳米硒的平均粒径稳定地保持在24—65 nm范围内, 4 ℃时可在水溶液中稳定保存1个月.     

超顺磁性介孔纳米颗粒嫁接肟Pd环络合物对Heck反应的催化活性

采用溶胶-凝胶法制备出介孔二氧化硅包裹四氧化三铁纳米复合颗粒,在其表面修饰巯基,并以此为载体通过-SCH2-化学键嫁接长链的肟钯环络合物.利用透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、N2吸附-脱附、X光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)等手段对催化剂进行表征,通过Heck反应对催化剂的活性进行评价.实验结果表明:所制备的磁性颗粒直径约为150nm,比表面积为287.0m2·g-1,且具有大小为3.5nm呈不规则的孔道结构,整个催化剂呈现超顺磁性.对于碘代苯与丙烯酸乙酯之间的Heck反应,2.5h后碘代苯的转化率可达到99%,催化剂在重复使用6次后能保持很高的催化活性(碘代苯转化率为95%).催化剂可稳定分散于反应体系中,并可在外磁场作用下快速与反应体系分离.     

自支撑多孔碳/硒复合柔性电极的制备及其电化学性能

以二氧化硅（SiO₂）为模板,结合静电纺丝与溶胶-凝胶法制备了多孔碳纳米纤维膜（PCNFS）,再通过熔融扩散法负载硒,制备了一种柔性的碳/硒复合电极（Se@PCNFS）。结合X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对材料的微观结构和形貌进行表征,结果显示多孔碳纤维直径约300 nm,硒均匀地嵌入碳纤维膜的孔洞中。电化学测试结果表明,1Se@PCNFS电极在锂硒电池中表现出优异的循环性能和倍率性能。在0.5C倍率下,初始放电比容量达到569 mAh·g^-1,循环500次后比容量为340 mAh·g^-1;在2C倍率时,比容量为403 mAh·g^-1。