改性多孔CO2吸附剂的研究进展

由温室效应带来的全球变暖等一系列环境危害已受到越来越多的关注,CO2是对温室效应贡献最大的气体且用途广泛,因此,其控制减排及再利用尤为重要.综述了近年被广泛研究的CO2多孔吸附剂的发展状况,详尽阐述了沸石、多孔炭、有机金属骨架(MOFs)和多种介孔吸附剂的优缺点及其改性方法,同时比较了这几种多孔吸附剂改性前后的特性及其对CO2的吸附效果.并且展望了CO2吸附剂的发展前景,为新型高效CO2吸附剂的研发提供了参考.     

有序氮掺杂介孔碳的水热自组装合成及其CO2吸附性能研究

以Pluronic F127为软模板,三聚氰胺和尿素为氮源,通过无需预聚合的一步水热协同自组装法制备了有序氮掺杂介孔碳CO2吸附剂.采用N2吸附/脱附、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等多种表征手段考察了吸附剂的结构及表面特性.测定了不同温度下CO2和N2在有序氮掺杂介孔碳上的吸附等温线,应用多种吸附等温模型(Langmuir、Freundlich、Temkin、Dual-site Langmuir(DSL)模型)进行了拟合分析,并结合IAST模型预测了吸附剂在模拟烟气中的CO2/N2吸附选择性.结果表明,有序氮掺杂介孔碳具有较大的比表面积(可达498.6 m2/g)、高度有序的介观结构(P6mm空间群)以及较高的氮含量,其中氮元素以多种形式均匀掺杂在碳骨架中.研究发现,有序氮掺杂介孔碳对CO2和N2的吸附高度符合DSL吸附等温模型.此外,氮含量更高的NOMC-M具有更大的CO2吸附量(0℃,3.55 mmol/g;25℃,2.67 mmol/g)和CO2/N2吸附选择性(>40),且在连续CO2吸附/脱附循环测试后仍可保持良好的再生稳定性.     

ZSM-5分子筛的合成及改性研究进展

ZSM-5分子筛由于其独特的结构、物化性能、选择性和稳定性被广大研究者所关注.综述ZSM-5分子筛的合成方法,包括水热合成法、极浓体系合成法、溶剂热法、无溶剂法、限定空间法和干凝胶法,讨论了这些方法的优缺点.简述ZSM-5分子筛的改性技术和最新应用进展,最后对其发展前景进行了展望.     

F-127作为模板剂合成微孔-介孔SAPO-11分子筛及其在长链烷烃异构化中的应用

在常规水热法合成SAPO-11的基础上,添加适量F-127作为软模板构造介孔结构,成功合成出了SAPO-11分子筛微介复合体.考察了F-127添加量对分子筛内部的孔道结构的影响,并通过XRD、N2吸附-脱附曲线、SEM和Py-FTIR等途径对催化剂进行表征.以正十二烷为原料,对负载Pt金属的SAPO-11分子筛进行临氢异构化反应性能评价.结果表明:添加F-127的分子筛内部出现了明显的介孔结构,并且随着F-127添加量的增加,分子筛的介孔孔容呈先增大后减小的趋势;异构化反应结果表明催化剂活性位的数量与分子筛介孔孔容有关;随着温度的升高,异构烷烃转化率升高,异构烃收率下降.催化剂的异构化转化率伴随着F-127的添加量的增加而降低,F-127添加量在一定范围内的增加可使异构烃收率得到提高.在F-127添加量为10;时,异构烃收率达到最高为57.62;.     

高比表面介孔碳的制备及其对溶菌酶的吸附研究

以间苯二酚-甲醛为碳源前驱体,正硅酸乙酯为硅源前驱体,嵌段聚合物F127(PEO106PPO70PEO106)为模板剂,在酸性条件下采用三组分共组装制备了具有介孔结构的碳硅复合材料.通过NaOH清洗去除硅元素可以得到具有更高面积和孔容的介孔碳.TEM和小角XRD结果表明,添加了正硅酸乙酯后所得介孔材料由有序结构变为无序蠕虫状.介孔碳材料的比表面积由389 m2/g增加到602 m2/g,孔容由0.45 cm3/g增加到0.58 cm3/g.所得介孔材料对溶菌酶的吸附量随着介孔材料比表面积和孔容的增加而增大.纯介孔碳的吸附行为符合Langmuir等温线吸附拟合,高比表面介孔碳的吸附过程符合Freundlich等温线吸附拟合.     

介孔碳负载Ce-TiO2的制备及其光催化降解亚甲蓝性能

以Ce(NO3)3·6H2O、一水合柠檬酸、2-羟基对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、钛酸四丁酯为原料,通过水热法获得一种新型的Ce-Ti金属有机材料前驱体,将该前驱体在不同烧结温度下煅烧,获得一系列具有高比表面积的介孔碳负载Ce-TiO2新型催化剂.应用XRD、SEM、BET、TG、UV-vis DRS、UV紫外吸收等一系列手段对其进行了结构表征与性能测量.研究结果表明烧结温度在1000 ℃(CTOF-P10)的样品表现出良好的催化效果,其降解亚甲蓝(MB)的速率是商业型TiO2(P25)的2.15倍.引入Ce离子起到掺杂的作用,同时阻止TiO2晶粒的生长,也能抑制光生电子与空穴的复合,进而提高了光催化活性.     

介孔羟基磷灰石与氨基修饰碳点复合结构的制备及性能研究

通过在一定水热条件下混合介孔羟基磷灰石(Mesoporous hydroxyapatite,MHA)和氨基修饰碳点(N-CDs)得到了MHA/N-CDs复合结构.利用XRD、FHR和HRTEM的表征,证实了N-CDs成功嫁接到MHA表面.N2吸附-脱附和TEM的分析指出,MHA的介孔孔径为5 nm左右,且存在一定量的大孔结构.在可见光下催化降解亚甲基兰结果表明,复合体系的光催化能力大幅提高,约是N-CDs的两倍.     

高岭石基介孔复合材料的二氧化碳吸附性能

碳排放量的快速增长所引起的全球气候变暖问题越来越受到各国的关注,因此研发制备可行高效的二氧化碳(CO₂)捕获材料具有极其重要的意义。本文以高岭石为原材料,采用煅烧-碱活化-酸刻蚀的方法,制备出介孔氧化硅载体(KNH),再将KNH经过五乙烯六胺(PEHA)修饰后制备出介孔复合材料(KNH-PEHA)。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂物理吸附等方法对样品进行表征,并进一步对样品进行CO₂吸附性能研究。结果表明,PEHA的浸渍修饰并未改变载体的结构,但显著提高了介孔复合材料对CO₂的吸附能力。吸附温度为25 ℃,KNH的CO₂吸附量为147.39 cm³/g,而PEHA质量分数为30%的KNH(KNH-P-30)平衡时的CO₂吸附量达到389 cm³/g,远高于未经PEHA修饰的KNH的吸附量,同时提出了该固体吸附剂对CO₂的吸附机理,为高岭石在气体吸附领域的应用提供一个新思路。     

醇热法制备层状介孔结构TiO2及可见光催化性能研究

醇热法用钛酸四丁酯做钛源,囊泡为软模板制备了高可见光催化性能的层状介孔结构TiO2.采用XRD、SEM、TEM、XPS、BET物理吸附等对样品进行表征.结果表明:TiO2为锐钛矿晶型,由直径15 nm左右的粒子堆积成厚度为10 nm左右的层状相,层层叠加为15μm×20 μm的面包状结构,其比表面积为186.8 m2/g,并呈现出蠕虫状孔道.在可见光下,150min内降解质量浓度为0.167g/L的罗丹明B溶液,降解率为88.95;,比商用P25高出13.33;.     

超声辅助介孔纳米TiO2光催化剂制备与光催化性能

以钛酸丁酯为钛源,在高能超声的辅助作用下,通过溶胶-凝胶法合成了纳米TiO2光催化剂,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光光度计(UV-Vis)等对光催剂进行检测与表征.结果表明:高能超声的空化作用细化了纳米TiO2的显微结构,形成了分散有序的介孔结构.当超声频率为45 kHz时,纳米TiO2的晶粒尺寸约为12 nm,介孔孔道尺寸为10 nm,对有机污染物的有效降解率为92;.     

CuAPO-5分子筛的制备及对卷烟烟气中酚类的吸附性能研究

采用水热晶化法合成CuAPO-5磷酸铝改性分子筛,以XRD、XPS、BET为手段对分子筛样品进行表征,结果表明,分子筛具有AFI拓扑结构,骨架上加载上了铜离子,为正二价.在不同的金属比获得的分子筛材料中,当金属比为0.06时,所制备的CuAPO-5分子筛吸附性能最好,可降低卷烟烟气中62.46;的苯酚,高于现有的研究.研究了分子筛对苯酚的液相吸附动力学作为卷烟烟气中苯酚吸附的参考,该吸附符合二级动力力学(R2＞0.9).     

三聚甲醛存在下EMT分子筛的合成及表征

以硅酸钠为硅源、铝酸钠为铝源,以三聚甲醛(TOX)为有机添加剂,室温下悬浮聚集陈化合成了EMT分子筛.考察了凝胶组成、晶化温度、晶化时间等因素对EMT分子筛合成的影响.采用XRD、FT-IR、SEM、BET、ICP等手段对EMT分子筛进行了表征.结果表明,合成EMT分子筛适宜的条件为:凝胶摩尔组成nNa2O∶nAl2O3∶nSiO2∶nH2O∶nTOX=18.5∶1∶5∶240∶0.5,晶化温度30 ℃,晶化时间72 h,此条件下合成的EMT分子筛,XRD特征峰较强,与典型的EMT分子筛的特征衍射峰相吻合,相对结晶度为80.1;,经ICP分析计算Si/Al=2.01,BET比表面积为80.57 m2/g,孔容和孔径分别为0.03 cm3 /g和2.07 nm,SEM照片显示EMT为球形晶体颗粒团聚状生长,大小均匀,排列紧凑.     

SiO2气凝胶分子动力学模拟研究进展

二氧化硅(SiO2)气凝胶是一种拥有三维骨架网络结构的纳米多孔材料,具有高孔隙率、低密度和低热导率等许多独特的性能.但是由于二氧化硅气凝胶本身的脆性及高温稳定性差等原因,限制了其大规模应用.二氧化硅气凝胶的热力学性能与其内部的三维骨架和孔结构紧密相关,掌握二氧化硅气凝胶内部微结构演化规律与宏观性能的关联,是改善其热力学...     

单壁碳纳米管储氢密度计算与分析

借助于分子动力学方法,对单壁碳纳米管的储氢过程进行了模拟.根据得到的管内外H2分子的分布规律,计算了H2分子密度分布曲线,对其结果给出了理论分析和物理解释,提出了单壁碳纳米管储氢的多层吸附机制,定量地计算了碳纳米管储氢量(wt.;).这些为进一步研究单壁碳纳米管储氢问题提供了必要的理论依据.     

Molecular structure of [CpFe(CO)2]3In

The molecular structure of [CpFe(CO)₂]₃In (Cp=⁵-C₅H₅) has been determined and contains a planar, three-coordinate indium center bound to three CpFe(CO)₂ moieties by unsupported In–Fe bonds. The orientation of the CpFe(CO)₂ units relative to the Fe₃In plane precludes -type interaction between iron and indium, while comparison with the isostructural gallium analog suggests the orientation of the CpFe(CO)₂ units is controlled by the size of the central atom and the inter-ligand steric repulsion. Crystal data: monoclinic, monoclinic, C2/c, a = 26.911(5), b = 10.838(2), c = 16.474(3)Å, = 111.63(3)°, V = 4465(2)ų and, Z = 8.     

壳聚糖/氧化石墨/SiO2薄膜的制备及吸附性能

用溶胶凝胶法制备了两种壳聚糖/氧化石墨/SiO2膜(壳聚糖和正硅酸乙酯的质量比分别为接近于1和小于1,且加入氧化石墨的量相同).通过红外光谱、X-射线衍射、差示扫描量热、扫描电镜对产物进行了表征.测定了膜的溶胀度、含水量和交联度.用甲基橙水溶液模拟工业染料废水,通过反应时间、浓度、酸碱性、温度的影响来讨论两种壳聚糖/氧化石墨/SiO2的吸附性能大小,得出壳聚糖与正硅酸乙酯的质量比接近1的吸附性能优于质量比小于1的,在25℃,甲基橙溶液浓度为20 mg/L,pH值为3,吸附90 min时可达到吸附平衡,且吸附量为110.29 mg/g,吸附符合Langmuir吸附模型和拟二级动力学模型.     

TiB2/WC/h-BN纳微米复合梯度自润滑陶瓷材料的设计与制备

以纳米TiB2和微米TiB2为基体,WC为增强相,h-BN为固体润滑剂,采用热压工艺制备了TiB2/WC/h-BN纳微米复合梯度自润滑陶瓷材料,并测量了其力学性能.结果表明:与均质TiB2/WC/h-BN微米自润滑陶瓷材料相比,其抗弯强度、断裂韧性与硬度分别提高了15.8;、6.7;和11.1;.用压痕法测量得到材料内部的残余应力,其应力值呈明显的阶梯变化趋势,且关于中间层对称分布,材料表层存在残余压应力,可有效提高材料力学性能与使用性能.显微结构观察显示,TiB2/WC/h-BN纳微米复合梯度自润滑陶瓷材料晶粒细小、均匀,纳米TiB2颗粒分布均匀,材料断裂模式为典型的穿晶/沿晶混合断裂模式.     

还原氧化石墨烯/TiO2纳米线复合膜的制备及对Cu2+吸附性的影响

以石墨烯和自制TiO₂粉末为原料,通过两步水热法联合真空抽滤法制备还原氧化石墨烯/TiO₂纳米线(rGO/TiO₂ NWs)复合膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱对rGO/TiO₂ NWs复合膜的形貌、结构进行表征。研究结果表明,还原氧化石墨烯和TiO₂ NWs成功地复合在一起,复合材料中TiO₂ NWs分散性较好。Cu²⁺吸附实验结果表明,复合材料中TiO₂ NWs所占比例、pH值是影响Cu²⁺吸附效果的重要因素,研究复合材料对Cu²⁺的吸附效果应该在pH值为6.0的近中性环境。其中TiO₂ NWs含量为50%时,复合膜对Cu²⁺的吸附量最高,达到rGO薄膜的4倍。复合薄膜有较好的吸附稳定性,重复使用5次后,吸附率是原吸附量的91%。