浓度梯度分布的镍和氮共掺杂TiO2光催化剂的制备和表征

以TiCl4为钛前驱体, 氨水和氯化镍为掺杂离子给体, 采用沉淀和层层浸渍相结合的方法制备了氮、镍共掺杂TiO2光催化剂. 采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等现代表征方法对催化剂的晶体结构、微结构、掺杂基团和光谱性质进行了表征. XRD和氮吸附-脱附分析结果表明, 氮、镍共掺杂TiO2为单一锐钛矿相, 具有介孔结构. XPS谱证实掺杂的氮和镍分别以NOx和Ni2O3及NiO的形式存在, 且镍在共掺杂表面的浓度高于体相中的浓度, 在扩散方向上存在浓度梯度分布. 4-氯酚的降解实验结果表明, 浓度梯度分布镍和氮共掺杂TiO2的紫外光-可见光催化活性均高于均相共掺杂TiO2、单掺杂和未掺杂TiO2的催化活性. 其原因是掺杂的氮以NOx形式存在, 使催化剂的感光范围拓展至可见光区; 而掺杂的镍维持了半导体体系的电荷平衡, 有效抑制了Ti3+的产生. 同时掺杂的镍在催化剂中存在浓度梯度分布, 减少了光生电子和空穴的复合几率, 提高了催化剂的光催化活性.     

甲酰胺对介孔N-TiO2微结构及光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为前躯体,甲酰胺为氮源,采用溶胶凝胶法制备了具有可见光活性氮掺杂二氧化钛(N-TiO2)光催化剂.通过XPS、XRD、低温N2吸附.脱附和UV-Vis等表征,考察甲酰胺加入量对样品微结构和可见光活性的影响.当甲酰胺与钛酸四丁酯的物质的量的比为2、4、8、13时,制备的样品晶粒粒径在8～12 nm范围内,孔径在9～16咖范围内,孔隙率在54%～63%之间.甲酰胺与钛酸四丁酯的物质的量的比为13时,所制备样品具有较强的可见光吸收性能,其最大吸收边扩展到570 nm左右,禁带宽度减小至2.18 eV,比纯二氧化钛禁带宽度3.20 eV降低了1.02 eV.结果表明:随着甲酰胺加入量的增加,样品的晶粒粒径、孔径、孔隙率明显变大,禁带宽度减小.对甲基橙的室内自然光降解实验证明.氮掺杂二氧化钛具有良好的光催化活性,当甲酰胺与钛酸四丁酯的物质的量的比为13时,催化剂对甲基橙的降解率最高,为98.3%.     

交联聚氨基壳聚糖螯合树脂的制备及吸附性能研究

以壳聚糖为原料合成了交联聚氨基球状螯合树脂,并考察了其对Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附性能及影响因素。结果表明,对高浓度金属离子(约0.01mol/L)吸附量的大小为Hg(Ⅱ)>Pb(Ⅱ)>Zn(Ⅱ),对Zn(Ⅱ)几乎不吸附;而在低浓度时(约20ug/ml)树脂对三种离子均具有较高的吸附率(>55%)。     

陶瓷膜分布器强化氧气氧化苯酚羟基化反应

采用浸渍法制备CuO/TiO2催化剂,利用X射线衍射、透射电镜、程序升温还原等技术对催化剂进行了表征,结果表明,CuO以分散态和晶体两种形式存在,且与载体有强的相互作用. 以陶瓷膜为分布器控制氧气的进料,进行了CuO/TiO2催化氧气氧化苯酚羟基化反应. 与直接通入氧气方式相比,采用孔径为0.5μm的陶瓷膜控制进氧,可使苯二酚收率提高13%,这主要是由于采用陶瓷膜作为氧气进料分布器可以提供大量具有微小尺寸的氧气气泡,提高体积溶氧系数,增强气液传质效果. 在优化的反应条件下,苯二酚收率达2.5%. 对使用后的陶瓷膜进行扫描电镜表征,发现陶瓷膜具有良好的稳定性.     

膜与膜反应器:现状、挑战与机遇

膜与膜反应器是实现物质高效分离、反应/分离耦合的重要技术手段,在缓解能源、环境和资源所面临的重大问题方面发挥着日益重要的作用.本文根据膜孔大小和传质分离机理将膜分为大孔膜、微孔膜和致密膜三类,评述了不同种类分离膜的最新研究进展,探讨了进一步发展所面临的瓶颈和可能取得突破的方向,并对近年来以这三类膜为"芯片"的膜反应器在化学工程领域取得的研究进展进行了重点介绍,最后指出膜与膜反应器未来发展应重点关注的领域.     

二维材料膜在气体分离领域的最新研究进展（英文）

以石墨烯代表的二维材料已经成为新型高性能膜的纳米构建单元。原子级厚度的纳米片有利于制备超薄膜,极大提升膜的通量;与此同时,可实现在亚纳米级别精度下操纵传输通道实现精确的分子筛分,在气体分离领域有着广阔的前景。本文简要综述了二维材料膜在气体分离领域的最新突破性研究,重点介绍了如何实现亚纳米级别的二维通道,结构完整的二维纳米片的剥离方法及气体传输特性可调节的层间通道,并分析了二维材料膜发展面临的挑战和机遇。     

耐溶剂纳滤膜*

纳膜分离过程是一种选择性高、操作简单、能耗低的分离技术,已在各工业领域和科学研究中得到广泛的应用。纳滤过程的诸多优点,使其在石油化工、医药、食品等领域的非水溶液体系中具有极大的潜在应用价值,而传统的纳滤膜难以拓宽到非水溶液体系中使用,为此进一步研究和发展耐溶剂纳滤膜,对于拓宽纳滤过程的应用极其重要。目前,耐溶剂纳滤膜已成为膜分离科学领域的研究热点,在现有报道的文献基础上,本文综述了有关在非水溶液体系中使用的耐溶剂纳滤膜制备的研究进展,并对将来的发展方向提出了建议。