碳纳米管复合微球修饰L-色氨酸及其对LDL的吸附性能

本文以多孔碳纳米管/活性炭复合微球为载体, 以L-色氨酸为配基, 采用环氧氯丙烷偶联法, 制得修饰L-色氨酸的碳纳米管/活性炭复合微球(L-CNTs/AC)。采用扫描电镜、氮气吸附、傅立叶红外光谱、热分析、X射线光电子能谱等对复合微球进行表征;通过体外静态吸附法对其低密度脂蛋白(LDL)吸附能力进行初步研究。结果表明:环氧氯丙烷偶联法可接枝上L-色氨酸。复合微球中碳纳米管加入量越多, 对LDL的吸附能力越强;当碳纳米管加入量为45wt%时, 对LDL的吸附量达4.623 mg·g^-1, 是未添加碳纳米管的2.3倍多。这是因为碳纳米管不仅可促进复合微球中20~100 nm孔的形成, 而且还可促进复合微球配基修饰量的增多, 从而大大增强了复合微球对LDL的吸附能力。此复合微球可望开发成一种新型的血液灌流LDL吸附剂。     

碳纳米管复合微球修饰L-色氨酸及其对LDL的吸附性能

本文以多孔碳纳米管/活性炭复合微球为载体,以L-色氨酸为配基,采用环氧氯丙烷偶联法,制得修饰L-色氨酸的碳纳米管/活性炭复合微球(L-CNTs/AC)。采用扫描电镜、氮气吸附、傅立叶红外光谱、热分析、X射线光电子能谱等对复合微球进行表征;通过体外静态吸附法对其低密度脂蛋白(LDL)吸附能力进行初步研究。结果表明:环氧氯丙烷偶联法可接枝上L-色氨酸。复合微球中碳纳米管加入量越多,对LDL的吸附能力越强;当碳纳米管加入量为45wt%时,对LDL的吸附量达4.623 mg·g-1,是未添加碳纳米管的2.3倍多。这是因为碳纳米管不仅可促进复合微球中20~100 nm孔的形成,而且还可促进复合微球配基修饰量的增多,从而大大增强了复合微球对LDL的吸附能力。此复合微球可望开发成一种新型的血液灌流LDL吸附剂。     

碳纳米管/活性炭复合微球的制备及其对VB12的吸附应用

采用反相乳液法制备碳纳米管/壳聚糖复合微球(CNTs/CTS), 并对其进一步炭化、活化制得碳纳米管/活性炭复合微球(CNTs/AC). 以此复合微球为吸附材料, 探索了其对中分子代表物质VB12的吸附. 研究结果表明, 碳纳米管含量70%(w)的复合微球经水蒸气适当活化后球形度好、吸附性能优异, 其对VB12的吸附量达23.59 mg·g-1, 分别是活性炭和大孔吸附树脂的5.4和2.7倍. 分析表明这是由于碳纳米管/活性炭复合微球具有发达的中孔结构.     

对氨基苯磺酸两步法修饰多壁碳纳米管

用混酸处理多壁碳纳米管, 利用侧壁生成的羧酸基团, 在N,N-二环己基碳酰亚胺的作用下, 使对氨基苯磺酸接枝到碳纳米管表面. 以浓硫酸为磺化剂, 室温下制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK). 然后采用溶液共混法制备了磺化聚醚醚酮/接枝多壁碳纳米管复合膜. 采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)等技术对碳纳米管的结构和性能进行了表征. 红外谱图表明对氨基苯磺酸上的氨基与碳纳米管表面的羧基发生了反应, 生成酰胺基团. 热重曲线表明碳管表面接枝的有机基团的比重达到40%. 拉曼光谱显示处理前后碳管的I_D/I_G值变化不大, 表明碳管的石墨结构的含量基本不变. 复合膜的力学性能测试结果表明, 对氨基苯磺酸接枝的碳管可以提高膜的拉伸强度.     

磺化石墨烯/活性炭复合电极的制备及其不对称电容器脱盐

在还原剂NaBH₄存在下, 采用对氨基苯磺酸重氮盐与氧化石墨(GO)表面共价键合制备磺化石墨烯(GP-SO₃H). 傅里叶变换红外光谱(FTIR)证明磺酸基团在石墨烯表面接枝. 采用扫描电子显微镜(SEM)研究了磺化石墨烯的表面形貌. 以磺化石墨烯为添加剂, 制备了磺化石墨烯/活性炭(GP-SO₃H/AC)复合电极. 循环伏安及阻抗分析结果表明, 该复合电极的电容特性及导电性有明显改善. 以活性炭电极为对电极组装了不对称电容器(GP-SO₃H/AC|AC), 研究了该不对称电容器的电化学脱盐性能. 与对称电容器(AC|AC)相比, 不对称电容器中由于电极内磺酸基团对反离子的屏蔽作用, 电容器的电流效率达到89.4%以上, 脱盐量提高2.4倍, 单个循环脱盐量达到10.87 mg/g.     

功能微球PEI-CPGMA的制备及其对胆红素的吸附特性

以乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,采用悬浮聚合法制备了平均粒径为100 μm的交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(CPGMA)微球,然后通过胺基与环氧键之间的开环反应,将聚乙烯亚胺(PEI)偶合接枝在微球表面,制得了表面接枝PEI的功能微球PEI-CPGMA.研究了功能微球对胆红素的吸附性能,考察了接枝度、介质pH、离子强度等因素对微球吸附性能的影响.静态吸附实验结果表明:功能微球对胆红素具有强吸附能力,等温吸附满足Freundlich吸附方程,饱和吸附量可达14.1 mg/g;介质的pH对微球吸附性能有很大的影响,在近中性(pH=6)溶液中,接枝微球对胆红素的吸附能力最强,而在酸性与碱性溶液中吸附能力都比较弱;离子强度对吸附作用表现出微弱的增效作用;微球表面PEI的接枝度越高,吸附能力越强.     

聚苯乙烯/银纳米粒子复合微球的合成及催化性能

首先通过乳液聚合和浓硫酸酸化制备表面富含磺酸根的磺化聚苯乙烯(PS)微球(直径532 nm),再用其静电吸附[Ag(NH_3)_2]~+离子,最后采用聚乙烯吡咯烷酮还原表面吸附的[Ag(NH_3)_2]~+离子,得到了负载银纳米粒子的PS/AgNPs复合微球.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见光谱、红外光谱和X射线衍射表征了PS/AgNPs复合微球,并考察了其对甲基蓝(MB)的催化性能.结果表明,Ag纳米粒子高度分散在磺化PS微球表面;该PS/AgNPs复合微球对催化转化MB有较高的催化活性,并可多次重复利用.本研究在催化降解有机污染物方面有一定的实用价值.     

光敏性单分散核-壳树莓状PSt/PAM微球制备

采用分散聚合两步加料法,在成核期后向反应体系加入光引发转移终止剂(photo-iniferter)单体2-N,N-二乙基二硫代氨基甲酰氧基乙酸β-甲基丙烯酰氧基乙酯(MAEDCA)制备了核-壳单分散光敏性聚苯乙烯(PSt)微球;进一步,在甲醇介质中,利用光敏性微球在紫外光辐照下引发单体丙烯酰胺(AM)进行表面沉淀接枝聚合,制得了表面亲水、树莓状(raspberry-like)PSt/PAM微球.采用SEM及TEM观察了所得微球的结构和形貌,FTIR、UV-Vis、1H-NMR及XPS分析表明微球的photo-iniferter基团含量随MAEDCA加入量增大而提高,同时补加一定量的MAEDCA、St、AIBN、甲醇及水时所得光敏性PS微球单分散性最好;微球表面接枝PAM后变得亲水并可大量吸附Ag纳米粒子.     

接枝微球PMAA-HEMA/NVP对溶菌酶的吸附行为与吸附机理

采用反相悬浮聚合法制备了甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)的交联共聚微球HEMA/NVP,然后采用"接出"法,实施了甲基丙烯酸(MAA)在交联微球表面的接枝聚合,制得了接枝微球PMAA-HEMA/NVP.以溶菌酶(LYZ)为模型碱性蛋白,深入研究了接枝微球PMAA-HEMA/NVP对碱性蛋白的吸附性能与吸附机理.测定了微球PMAA-HEMA/NVP的zeta电位,考察了PMAA接枝度、介质pH值及离子强度等因素对体系吸附性能的影响.结果表明,在较大的pH范围内,接枝微球PMAA-HEMA/NVP的zeta电位为绝对值较大的负值,即其表面携带有高密度的负电荷.在强静电相互作用的驱动下,接枝微球PMAA-HEMA/NVP对溶菌酶表现出很强的吸附能力.随介质pH值的增高,接枝微球对溶菌酶的吸附容量呈现先增大后减小的变化趋势,在与溶菌酶等电点接近的pH值处(pH=9),具有最大的吸附容量(90mg.g-1);离子强度对接枝微球的吸附能力也有较大的影响,当pH9时,溶菌酶吸附容量随NaCl浓度的增高而减小;当pH9时,吸附容量随NaCl浓度的增高而增大.     

树脂基球状活性炭的制备及对二氧化碳吸附性能的研究

以四种离子交换树脂(两种强碱性树脂D201和D280、两种弱碱性树脂D301G和D301R)为原料,经过磺化、炭化、活化处理制备了树脂基球状活性炭。采用TG、SEM、N2吸附等对球状活性炭的收率、表面形貌、比表面积进行了表征,研究了所制球状活性炭对CO2的吸附性能。结果表明,磺化处理有助提高树脂球的炭化收率;得到的四种球状活性炭对CO2吸附性能良好,强碱性树脂球原料比弱碱性树脂球更具有优势,其中,由强碱性树脂球D201制得的树脂球状活性炭在30℃下对CO2的吸附量可达2.57 mmol/g;十次循环吸附之后,树脂球仍能保持很好的CO2吸附性能。     

硅胶负载碳纳米管分离富集水中痕量银

以NaOH为沉淀试剂,将水样中的Ag+在线生成Ag2O沉淀,并即时被滞留在硅胶负载的碳纳米管表面。被吸附的Ag2O沉淀用HNO3(10%,V/V)洗脱,并用火焰原子吸收法检测。当进样体积为5.4mL时,线性范围为1～120μg/L,富集系数为34.5;检出限为0.35μg/L;相对标准偏差为0.5%(40μg/L,n=7),采样频率为47次/h。结果表明:本方法的富集系数、检出限及精密度均明显优于以纯碳纳米管和纯硅胶微珠为吸附剂收集Ag2O的体系。将此系统应用于实际水样中银的测定,加标回收率在96%～108%之间。     

碳纳米管含量对炭炭复合材料组织及力学性能的影响

炭纤维上原位合成了均匀生长且具有伸张形貌的碳纳米管,借助化学气相渗透制备了碳纳米管增强的炭炭复合材料,研究了不同含量的碳纳米管对炭炭复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：炭纤维上生长碳纳米管改变了热解炭的沉积行为,诱导了各向同性热解炭的生成,且随着碳纳米管含量的增加,各向同性热解炭的厚度增加,但是复合材料的d002值却明显降低。微量的碳纳米管即可显著提高复合材料的力学强度,随着其含量的增加,复合材料的力学强度和模量迅速提高,但材料的断裂行为却急剧恶化,断裂模式由最初的假塑性断裂转变为脆性断裂。     

碳纳米管/SnO2复合电极的制备及其电催化性能研究

采用液相沉积法制备碳纳米管(CNTs)/SnO₂复合材料, 并制备成电极, 分别与石墨/SnO₂及活性炭/SnO₂复合电极比较, 考察电催化降解有机废水的性能. 由于CNTs高的比表面积及优良的导电性能, 结合SnO₂良好的催化活性, CNTs/SnO₂复合电极电催化降解有机废水性能优越. 研究发现, CNTs的预处理情况、SnO₂负载量以及煅烧温度对复合电极的电催化性能有重要影响. 当功能化CNTs负载40% SnO₂, 煅烧温度600 ℃时, 所得CNTs/SnO₂复合电极电催化降解有机废水的能力是纯CNTs电极的2倍. 最后, 初步探讨了CNTs/SnO₂复合电极电催化降解有机废水的机理.     

碳纳米管/聚苯胺/铁氰化镍复合膜的电化学共聚制备与电容性能

采用循环伏安一步共聚法在碳纳米管修饰的铂基体上制备了电活性碳纳米管/聚苯胺/铁氰化镍(CNTs/PANI/NiHCF)复合膜.用傅立叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线能谱仪(EDS)和扫描电镜(SEM)研究了复合膜组成及其表面形貌,并用循环伏安(CV)、恒电流充放电和电化学阻抗(EIS)等测试了复合膜的循环稳定性与电化学容量性能.研究表明:CNTs/PANI/NiHCF复合膜为三维多孔有序的网络状结构,PANI和NiHCF以纳米颗粒形式存在并沿CNTs均匀分布;在电流密度为2mA.cm-2时,CNTs/PANI/NiHCF复合膜的比容量高达262.28F.g-1,比能量为29.51Wh.kg-1,电流密度为10mA.cm-2时比功率可达10228.61W.kg-1;在2000次循环充放电过程中,复合膜的电容量仅衰减19.92%,电荷充放电效率一直保持在99%以上.CNTs/PANI/NiHCF有机-无机杂化膜具有良好的功率特性和快速充放电能力,是一种优异的超级电容器材料.     

碳纳米管复合聚丙烯酸钠的制备及吸水性能

以过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备了碳纳米管/聚丙烯酸钠高吸水树脂。系统考察了碳纳米管质量分数、引发剂、交联剂和聚合温度对树脂吸水性能的影响。结果表明,以单体丙烯酸质量为基准,当交联剂,引发剂和碳纳米管质量分数分别为0.04%、0.3%和0.3%,聚合温度75℃时,所合成树脂的吸水性能最佳。添加碳纳米管后树脂表面粗糙和形成孔结构导致了其吸水性能的变化,使得碳纳米管/聚丙烯酸钠的吸水量和吸水速率明显提高,其吸去离子水和生理盐水能力分别达到1423和104g/g。该树脂重复吸水5次后,其吸水能力为1081.5g/g,达到最大吸水倍数的76.0%。     

碳纳米管负载Ni2P作为染料敏化太阳能电池对电极的性能研究

本文以碳纳米管(CNTs)与Ni2P纳米晶制备CNTs-Ni2P复合材料,首次研究其染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光阴极材料性能.使用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测定材料结构,观察材料形貌.结果表明,复合材料由碳纳米管和六方结构的磷化镍构成,无其它磷化物杂相,磷化镍纳米晶(约10 nm)分散于CNTs表面.交流阻抗(EIS)测试显示,与CNTs和Ni2P对电极相比,CNTs-Ni2P对电极的电荷转移电阻和扩散阻抗较低,接近Pt-FTO对电极水平.CNTs-Ni2P对电极的DSSCs光电流达12.9 mA·cm-2,能量转化效率达5.6%,接近Pt-FTO对电极的DSSCs能量转化效率(5.9%).这归因于高电催化活性的磷化镍纳米晶与高电导CNTs的协同效应.     

Carbon and SiC macroscopic beads from ion-exchange resin templates

A method for preparing carbon and SiC macroscopic beads using ion-exchange resins as a macrotemplate that determines the macroshape and the pore structure of the product materials is reported. First, silicates are ion-exchanged into the resins to prevent the resin from collapsing during subsequent carbonization and allow them to be used as precursors for SiC formation. SiC is prepared via carbothermal reduction of carbon/silica composite beads obtained upon carbonization of the resin/silicate in an inert atmosphere. Finally, silica is removed by HF etching. Very high-surface area (1670-2026 m2 g-1) micro- or micro-/mesoporous carbon beads and relatively high-surface area (35-63 m2 g-1) macro- and meso-/macroporous SiC beads were prepared by the described method. The pore structure and the macroshape of the particles were controlled by the type of ion-exchange resins employed, gel or macroreticular.     

多孔碳基复合膜的真空冷冻干燥制备及高效太阳能水蒸发性能

以多壁碳纳米管(CNTs)和聚偏氟乙烯(PVDF)为原料, 通过相转化法形成均匀共混的胶体, 利用真空冷冻干燥(冻干)技术使胶体固化, 并在真空状态下使部分溶剂挥发, 制备了具有多孔结构的CNTs/PVDF复合膜. 实验结果表明, 冻干CNTs/PVDF复合膜具有优异的光吸收能力、 极佳的表面亲水性能. 在1 kW/m²光照强度下, 其水蒸发速率可达1.95 kg·m^-2·h^-1、 光热转化效率为92.9%. 搭载了冻干CNTs/PVDF复合膜的蒸发器在处理模拟海水和染料废水时, 均表现出良好的抗盐污染性、 显著的稳定性和优异的太阳能蒸发性能.