白果壳遗态结构Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对水中As(Ⅴ)的吸附性能研究

以白果壳为结构模板,通过铁改性制备获取一种白果壳遗态结构Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料(Fe/C-G)为吸附剂,系统探讨了Fe/C-G对水中As(Ⅴ)的吸附特征和机制。结果表明,改性后的Fe/C-G吸附剂活性官能团和吸附位点显著增加;pH值为3时,Fe/C-G吸附剂对As(Ⅴ)的吸附效果最佳;投加量为0.2g时,在保证去除率的同时也使吸附剂用量最优化;较高的初始浓度不利于Fe/C-G吸附As(Ⅴ)。Fe/C-G吸附As(Ⅴ)的过程存在多个控速的步骤;吸附过程以化学吸附为主,物理吸附为辅,升高温度对吸附有益,吸附过程是自发、熵增的吸热反应过程,反应热值为15.653kJ/mol;XPS对吸附前后材料表征分析结果可知,Fe/C-G对As(Ⅴ)的吸附过程中还原作用占主导地位。     

羟基磷灰石磁性复合材料用于水中砷(Ⅴ)的吸附

本文通过共沉淀法合成了不同质量比四氧化三铁(Fe3O4)/羟基磷灰石( Hydroxyapatite,HA)磁性复合材料作为新型吸附剂用于水中砷(Ⅴ)的吸附.研究了复合材料中Fe3O4质量百分比、吸附剂用量、pH值、吸附时间及温度对砷(Ⅴ)吸附性能的影响.结果表明,复合材料中Fe3O4质量百分比大于50％,复合材料用量...     

桉树遗态Fe/C复合材料对水中磷的动态吸附研究

以桉树遗态Fe/C复合材料为吸附剂,溶液初始p H值、吸附剂粒径、流速、含P(V)模拟废水初始浓度、吸附剂投加量和温度为影响因素,开展了对P(V)的动态吸附行为研究。研究表明,吸附剂粒径(20~40mesh到100mesh)和吸附剂投加量(1~4g)越大、流速(3.43~15.41m L/min)和初始浓度(5~30mg/L)越小,桉树遗态Fe/C复合材料对目标污染物的吸附效果越好;溶液的p H值为3时吸附效果最佳;温度对吸附效果的影响不大。桉树遗态Fe/C复合材料吸附初始浓度为10mg/L的P(V)溶液所得到的平衡吸附量为6.61mg/g。Thomas模型和Yoon-Nelson模型均能很好地描述桉树遗态Fe/C复合材料对P(V)的动态吸附行为,获得的拟合值和实验值基本吻合。     

石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料分散固相萃取环境水样中的己烯雌酚

合成了石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料(G/Fe3O4),并以此作为吸附剂,建立了分散固相萃取环境水样中己烯雌酚(DES)的新方法.通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪对吸附剂进行表征.考察了pH值、吸附时间、盐类等对吸附性能的影响.结果表明,最佳吸附pH值为7.0,吸附时间为20 min,吸附率最高可达88.2％.无水乙醇可有效洗脱吸附在石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料表面的己烯雌酚,回收后的吸附剂可再利用.石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料对己烯雌酚的等温吸附符合Langmuir模型,其最大吸附容量为79.6 mg/g,Langmuir吸附平衡常数为5.39 mL/μg.     

双孔道管状有序介孔炭对维生素B12的吸附缓释性能

通过纳米铸型法,以硅基介孔分子筛SBA-15为模板,糠醇为碳源,草酸作为聚合催化剂合成了具有双孔道管状有序介孔炭CMK-5.利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气物理吸附法等对其结构进行了表征.结果表明合成的CMK-5具有有序结构,比表面积和孔容积分别高达1856 m2·g-1和2.10 cm3·g-1,在3.1和5.5nm具有集中的双孔分布.由于独特的双孔道结构特点,CMK-5在120 min内快速吸附维生素B12至平衡,吸附量高达943 mg·g-1,远高于商用活性炭.CMK-5吸附维生素B12后可以直接用于缓释,动态缓释浓度维持在～9 mg·L-1,适用于维生素B12分子在人体内的缓释.     

氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子吸附剂对废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用分散聚合法通过共聚、开环反应,对纳米Fe3O4进行表面功能化修饰,得到富含NH2官能团的纳米磁性高分子复合材料.通过透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、热重差热分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等对其进行表征,着重研究了其作为吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能.结果表明:该吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附能在10 min内达到平衡;废水溶液pH值能显著影响吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,pH为2.5时效果最佳.废水中Cr(VI)的初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附效果均有不同程度的影响.结合相应pH值下Cr(Ⅵ)的形态分布,探讨了这种新型材料对Cr(Ⅵ)的吸附机理.结果表明:其吸附机理及吸附容量与废水中Cr(Ⅵ)的离子形式有关;吸附过程以离子交换与静电引力为主.等温吸附数据符合Langmuir模型,T=308 K pH=2.5,V=40 mL时,吸附剂的饱和吸附容量qm=25.58 mg/g.吸附为吸热过程,焓变△H=8.64 kJ/mol.     

氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子吸附剂对废水中Cr(VI)的吸附研究

采用分散聚合法通过共聚、开环反应, 对纳米Fe3O4进行表面功能化修饰, 得到富含NH2官能团的纳米磁性高分子复合材料. 通过透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、热重差热分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等对其进行表征, 着重研究了其作为吸附剂对Cr(VI)的吸附性能. 结果表明: 该吸附剂对Cr(VI)的吸附能在10 min内达到平衡; 废水溶液pH值能显著影响吸附剂对Cr(VI)的吸附效果, pH为2.5时效果最佳. 废水中Cr(VI)的初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附效果均有不同程度的影响. 结合相应pH值下Cr(VI)的形态分布, 探讨了这种新型材料对Cr(VI)的吸附机理. 结果表明: 其吸附机理及吸附容量与废水中Cr(VI)的离子形式有关; 吸附过程以离子交换与静电引力为主. 等温吸附数据符合Langmuir模型, T＝308 K, pH＝2.5, V＝40 mL时, 吸附剂的饱和吸附容量qm＝25.58 mg/g. 吸附为吸热过程, 焓变ΔH＝8.64 kJ/mol.     

载铜介孔碳CMK-3的制备及其对苯酚的吸附-催化氧化性能

通过一种简易的方法在介孔碳CMK-3的孔道内负载氧化铜粒子制备Cu/CMK-3复合物,利用粉末X射线衍射、氮气吸附-脱附、透射电镜等手段对其进行表征.结果表明,氧化铜均匀地分散在CMK-3孔道中,CMK-3在负载氧化铜后仍有较大的比表面积.考察了载铜CMK-3对水中苯酚的吸附和低温干法催化氧化苯酚性能.吸附和循环使用结果表明,Cu/CMK-3对水中苯酚具有较大的吸附量和良好的催化氧化效率.热重-质谱(TG-MS)联用测试结果表明,吸附的苯酚在180℃左右开始被催化氧化为CO2和水,此时不会造成苯酚的脱附和介孔碳CMK-3的烧蚀.     

介孔L材料CMK-3对甲基紫的吸附性能

合成了高度有序的具有二维六方(P6mm)结构的介孔碳材料CMK-3;利用X射线衍射分析了CMK-3的晶体结构,利用氮气吸脱附(BET)试验测定了孔体积;测定了CMK-3对水溶液中甲基紫的吸附行为,考察了不同pH、温度及浓度下水溶液中甲基紫的静态吸附行为,并分析了酸性、中性、碱性条件下吸附剂对甲基紫和罗丹明B混合溶液的竞...     

不同孔径的介孔碳分子筛对VB12的吸附性质研究

摘要利用SBA-15为模板, 在不同温度下合成了孔径大小在3.7(CMK-3-100)和6-3 nm(CMK-3-150)之间的介孔碳， 以其作为吸附剂, 研究了它们在水溶液中对VB12的吸附作用. 结果表明, CMK-3-130与CMK-3-100和CMK-3-150相比， 表现出对VB12最大的吸附能力(吸附能力为412.5 mg/g), 这是因为它有比较高的有序结构和比较大的孔容.     

Chromium-based metal–organic framework/mesoporous carbon composite: synthesis,characterization and CO<Subscript>2</Subscript> adsorption

New composites of a water-stable chromium-based metal organic framework MIL-101 and mesoporous carbon CMK-3 were in situ synthesized with different ratios of MIL-101 and CMK-3 using the hydrothermal method. The composites as well as the parent materials were characterized by X-ray diffraction, thermo gravimetric analysis, scanning electron microscope, transmission electron microscope and nitrogen/carbon dioxide adsorption isotherms. The hybrid material possesses the same crystal structure and morphology as its parent MIL-101, and exhibits an enhancement in CO₂ adsorption uptakes when compared to MIL-101 and CMK-3. The increase in CO₂ uptakes was attributed to the combined effect of the formation of additional micropores, the enhancement of micropore volume and the activation of unsaturated metal sites by CMK-3 incorporation.     

Removal of uranium(VI) from aqueous solutions by nanoporous carbon and its chelating polymer composite

High surface area, ordered nanoporous carbon (CMK-3) and its chelating polymer composites were successfully prepared and utilized for the removal of U(VI) from aqueous solutions. Carboxymethylated polyethyleneimine (CMPEI) with a strong chelating property was introduced to the pore surface and inner pores of CMK-3 substrate. CMPEI-modified CMK-3 composite (CMPEI/CMK-3) was characterized by scanning electron microscopy and nitrogen sorption. U(VI) sorption capacity was significantly improved by the surface modification of CMK-3 by CMPEI. The CMPEI/CMK-3 showed enormously increased sorption capacities, compared with those of previous sorbents (e.g., surface-functionalized silicas). In particular, the CMPEI/CMK-3 showed a significantly high uranium retention property while allowing only about 1% U(VI) to leach out over a 4 month time period, when treated with polyacrylic acid.     

A novel polyaniline/mesoporous carbon nano-composite electrode for asymmetric supercapacitor

<正>A novel nano-composite of polyaniline/mesoporous carbon(PANI/CMK-3) was prepared with mesoporous carbon(CMK-3) serving as the support.Electrochemical asymmetric capacitors have been successfully designed by using PANI/CMK-3 composite and CMK-3 as positive and negative electrode,respectively.The results showed that the discharge capacity of the asymmetric capacitor could reach 87.4 F/g under the current density of 5 mA/cm~2 and cell voltage of 1.4 V.The energy density of the asymmetric capacitor was up to 23.8 Wh/kg with a power density of 206 W/kg.Furthermore,PANI/CMK-3-CMK-3 asymmetric capacitor using this PANI/CMK-3 nano-composite could be activated quickly and possess high charge-discharge efficiency.     

锂离子电池电极用规整中孔碳分子筛的电化学特性

采用SEM, N₂吸附技术和XRD对首次用于锂离子电池电极的规整中孔碳分子筛CMK-5的表面形态、孔结构和晶体结构进行了表征. 利用恒电流仪和伏安循环法研究了CMK-5的电化学性质, 并与传统的阳极材料石墨进行对比. 结果表明, CMK-5具有良好的可逆特性, 在第三次充电-放电循环中贮能密度仍可达525 mAh/g, 由于CMK-5具有特殊的中孔结构, 因而更适合用作快速充电-放电循环材料. 一个有趣的现象是, CMK-5在伏安循环的正值部分没有出现极值, 这与传统阳极材料显著不同. 另外, 还利用XPS和XRD考察了CMK-5的充电-放电特性.     

CMK-5负载Pt-Ni合金催化剂及其甲醇电化学氧化性能

采用NaBH₄还原法将不同原子比的铂镍负载于CMK-5(由SBA-15模板所得的碳载体)表面. X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)测试结果表明, 所得催化剂是以铂镍合金的形式存在, 相对于Pt/CMK-5而言, 这种合金化的催化剂中Pt表现出更多的金属态. 电化学测试结果显示, 在催化剂中主要以化合态存在的镍(包括NiO、Ni(OH)₂和NiOOH)可能更有利于甲醇的吸附和氧化产物从催化剂表面的脱附. 另外, 从循环伏安测试结果可知, Pt-Ni/CMK-5 (5:1)(原子比)具有较大的比表面活性, 其电化学活性面积高达63.9 m²·g^-1, 且与Pt/CMK-5相比抗CO中毒能力有明显改善.     

单壁碳纳米管提升正极复合材料杯[4]醌/介孔炭CMK-3储锂性能

将杯[4]醌(Calix[4]quinone,C4Q)通过灌注法与有序介孔炭CMK-3制备成纳米复合材料,可抑制其在常规有机电解液中的溶解。 为了进一步提升其电化学性能,本文在C4Q/CMK-3复合材料中加入单壁碳纳米管(SWCNTs),减少了CMK-3的用量,并代替导电炭黑Super-P作为导电剂,通过脱泡搅拌法制备了C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料。 研究表明,当m(C4Q)：m(CMK-3)：m(SWCNTs)为1：1：1时,电化学性能最佳,0.1 C电流密度下循环100圈后,电池的容量保持为238.7 mA·h/g,当电流密度增大到1 C时,放电容量仍有260 mA·h/g,这是由于SWCNTs在复合材料C4Q/CMK-3中构建了三维导电网络,增强了电极的稳定性,降低了电池内阻,从而提升了电池的循环性能与倍率性能。     

Ordered mesoporous carbon as an efficient and reversible adsorbent for the adsorption of fullerenes

An ordered mesoporous carbon, CMK-3, was synthesized using a mesoporous siliceous material, SBA-15, as the template. CMK-3 was characterized and used for the adsorption of fullerenes C60 and C70. It was found that the adsorption capacity of CMK-3 is 4 times higher than that of activated carbon. The adsorption equilibrium isotherms of C60 and C70 on CMK-3 were studied for both single and binary systems. The reversibility of fullerene adsorption on CMK-3 was also explored. The results showed that CMK-3 is an effective and reversible adsorbent for the separation of fullerenes by adsorption.