沉淀溶解法制备纳米硫化锌

以烷基黄原酸锌和硫化钠分别为锌源和硫源，采用烷基黄原酸锌沉淀溶解法制备了粒度可调、粒径分布比较窄的面心硫化锌纳米粒子，利用比表面积(BET)测定、透射电镜(TEM)、粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)等方法对合成的硫化锌纳米粒子进行了表征。结果表明随着烷基黄原酸锌链长的增长，通过添加硫化钠而生成的硫化锌纳米粒子的粒径逐渐减小。本文还对沉淀溶解法制备纳米硫化锌的溶液化学反应机理进行了探讨。     

亚甲基蓝及NH4+,Na+,K+与SiO2的表面配位常数测定

采用动电位、等温吸附方法研究了不同pH条件下SiO2的表面电性和对有机染料-亚甲基蓝的吸附行为,运用WinSGW软件计算得出亚甲基蓝在SiO2颗粒表面配位常数.研究发现亚甲基蓝通过静电和氢键作用吸附,相应的化学反应模型和表面配位常数分别为≡Si2O-+MB+≡Si2OMB(lg K=4.48)和≡SiOH+MB+≡SiOHMB+(lg K=2.30).在此基础上研究了一价阳离子NH+4,Na+,K+对亚甲基蓝在SiO2表面吸附的影响,根据WinSGW软件模拟得到的NH+4,Na+,K+与SiO2表面的配位常数分别为:≡Si2O-+M+≡Si2OM[lg K=3.76,2.73,2.58(M+=NH+4,Na+,K+).在铵根离子浓度高时,还会在表面上发生≡SiOH+NH3+MB+≡SiOHNH3MB+(lg K=6.69)化学反应而生成包含有三种组分的≡SiOHNH3MB+表面三元配合物.研究结果可为了解有机染料和氨氮在被污染土壤和水体中的分布提供一定的理论依据.     

α-Fe_2O_3,γ-Al_2O_3纳米粒子及其混合体系酸碱性质及对重金属离子的吸附行为

运用自动电位滴定技术分别研究了在纳米α-Fe2O3,γ-Al2O3单一体系及其混合体系中矿物表面的酸碱性质。依据表面配位理论恒电容模式,计算了相应的表面酸碱配位常数。实验和计算结果表明,按照等表面积原则混合α-Fe2O3、γ-Al2O3纳米粒子得到混合体系,其表面化学反应并非是单一体系的简单叠加,而是存在着不同矿物表面间复杂的交互作用。其表面酸碱性质和吸附重金属离子的行为可以用单表面模型拟合,混合体系表面反应平衡模式和相应的酸碱反应平衡常数分别为:≡XOH+H+≡XOH2+lgK1=4.04≡XOH≡XO-+H+lgK2=-9.20根据重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+在α-Fe2O3/γ-Al2O3混合体系表面的吸附行为,计算得出Cu2+、Pb2+、Zn2+在混合体系固体表面的配位反应平衡常数如下:≡XOH+M2+≡XOM++H+lgK=-2.50、-2.25、-3.75(M=Cu、Pb、Zn)     

α-Fe2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的酸碱性质及其对重金属离子的吸附行为

以Fe(NO₃)₃·9H₂O和正硅酸乙酯(TEOS)为原料, 通过溶胶-凝胶法和辅助模板法分别制备了纳米α-Fe₂O₃和SiO₂, 并对所合成样品进行了粉末X射线衍射(XRD)和BET表征. 使用自动电位滴定仪测定了α-Fe₂O₃/SiO₂纳米颗粒混合体系的表面酸碱性质. 研究了在不同pH下α-Fe₂O₃/SiO₂混合体系对Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺离子的吸附行为. 基于上述实验数据, 用WinSGW软件计算了α-Fe₂O₃/SiO₂混合体系表面酸碱配位常数, 并得出结论: α-Fe₂O₃/SiO₂混合体系表面反应为单一脱质子反应≡XOH ⇔ ≡XO^-+ H⁺(lg K = -8.19±0.15), 明显区别于同时具有加质子和脱质子反应的α-Fe₂O₃/SiO₂/γ-Al₂O₃, α-Fe₂O₃/γ-Al₂O₃和SiO₂/γ-Al₂O₃等纳米颗粒混合体系. 在此基础上拟合得到α-Fe₂O₃/SiO₂混合体系吸附重金属离子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺的表面络合反应平衡常数分别为:
≡XOH + M²⁺ ⇔ ≡XOM⁺+ H⁺ [lg K = -3.1, -3.6, -3.8 (M = Cu, Pb, Zn)].
≡XOH＋M²⁺＋H₂O ⇔≡XOMOH＋2H⁺[lg K = -8.8, -8.0, -10.5 (M = Cu, Pb, Zn)]     

纳米介孔氧化铁的制备*

纳米氧化铁的许多优异性能使其成为广泛的研究热点。本文介绍了纳米氧化铁的制备及其颗粒大小、形貌控制等方面的进展状况。综述了各种不同形态介孔氧化铁及含铁介孔纳米复合材料的研究进展,结合课题组的研究工作,重点评述了介孔氧化铁的制备进展,并对该领域的研究方向和需要解决的问题提出了自己的观点。     

丁基黄药在CuO表面吸附的二维连续在线原位ATR-FTIR光谱研究

运用连续在线原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术测定了纳米CuO表面对丁基黄药的吸附行为.在FTIR谱图中发现有峰的红移现象,吸收峰由1200 cm-1偏移到1193 cm-1,用超纯去离子水脱附,峰强度只有微小的变化,可判断丁基黄药在CuO表面发生了很强的化学吸附.通过对吸附行为进行二维(2D)红外光谱分析,分辨出吸附过程中光谱强度的变化顺序.二维异步相关光谱测定结果表明,1265 cm-1处振动吸收峰最先引起光谱强度的变化,1265 cm-1处吸收峰可归因为表面反应生成的双黄药和黄药分子聚集体的复合峰.根据1200 cm-1处黄药特征吸收峰强度的变化,进行吸附动力学模拟,得出CuO对丁基黄药的最大吸附量为529 mg·g-1,且吸附符合拟二级吸附动力学过程.     

水热-热解法制备具有一维结构的Co3O4多晶

采用温和的水热-热解法, 在一定温度下, 通过调节Na2CO3溶液和可溶性钴盐的摩尔比控制产物的形貌, 得到具有一维结构的水热产物. 以该产物为前驱体制备了具有一维结构的Co3O4多晶. 以六次甲基四胺、尿素等代替Na2CO3溶液作为沉淀剂, 均得到了一维纳米结构的Co3O4, 表明CO2-3在水镁石CoO2层间的嵌入是得到一维结构水热产物的关键.     

纳米四氧化三铁表面酸碱性质研究

制备了纳米Fe3O4, 并对其进行了表征和表面酸碱行为研究. 实验结果表明, Fe3O4表面在水溶液中有非常明显的酸碱性质. 随着纳米Fe3O4加入量的增多, 溶液pH缓冲能力增强, 二者之间成正比, 据此可定量地测定H+在纳米氧化铁表面的吸附量. 运用MEDUSA和WINSGW计算软件计算了表面组分在溶液中的分布， 并讨论了表面电荷对表面组分分布的影响.     

连续在线原位ATR-FTIR技术测定介孔CuAl2O4对黄药的吸附

以丁胺和正十二醇为混合模板剂, 采用共沉淀法制备了介孔纳米CuAl₂O₄. 用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、N₂吸附-脱附对产物的结构进行了表征. 采用连续在线原位衰减全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR)光谱技术研究了水溶液中丁基和辛基黄药在介孔CuAl₂O₄表面的吸附. 随着吸附时间的延长,1200 和1040 cm^-1两处黄药特征峰的高度逐渐增加, 根据1200 cm^-1处C-O-C伸缩振动峰的变化来评价黄药在CuAl₂O₄表面的吸附动力学过程. 结果表明, 介孔纳米CuAl₂O₄对黄药有很强的吸附能力, 在100 min 的时间内, CuAl₂O₄样品对丁基和辛基黄药的吸附量分别达到了236 和300 mg·g^-1, 且属于化学吸附. 对实验数据进行理论模拟, 发现吸附过程更接近于拟二级吸附动力学方程.     

α-Fe2O3、γ-Al2O3、SiO2混合体系的表面配位反应

运用自动电位滴定技术分别研究了纳米α-Fe₂O₃、γ-Al₂O₃、SiO₂单一体系及三组分混合体系中氧化物表面的酸碱性质和对重金属离子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺的吸附行为. 依据表面配位理论恒电容模式(CCM), 计算了相应的表面酸碱配位常数. 结果表明: α-Fe₂O₃/γ-Al₂O₃/SiO₂三组分混合体系的表面化学反应并非是单一体系的简单叠加, 而是存在着不同矿物表面间复杂的交互作用. 三组分表面酸碱反应平衡式和相应的酸碱反应平衡常数分别为: ≡XOH₂⁺?≡XOH+H⁺ (lgK_a1=-4.23), ≡XOH?≡XO^-+H⁺(lgK_a2=-8.41). 根据重金属离子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺在α-Fe₂O₃/γ-Al₂O₃/SiO₂混合体系表面的吸附行为, 计算得到Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺在混合体系表面配位反应及其平衡常数如下: ≡XOH＋M²⁺?≡XOM⁺+H⁺; lgK=-2.20, -1.90, -3.20 (M=Cu, Pb, Zn).