海水环境中典型阴离子对5083铝合金腐蚀行为的影响

采用析因分析试验及动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)等测试方法,研究了海水环境因素中的典型阴离子（Cl^-、HCO₃^-、SO₄^2-交互作用对5083铝合金耐蚀性的影响. 结果表明,三种阴离子中,Cl^-、HCO₃^-对铝合金点蚀起促进作用. Cl-与HCO₃^-交互作用时,在Cl^-浓度一定的情况下,随着HCO₃^-浓度的增加,5083铝合金耐蚀性呈现出上升→下降→再上升的趋势,在70～90mg•L^-1时耐蚀性能明显降低;在HCO₃^-浓度一定的情况下,Cl^-浓度较低时5083铝合金耐蚀性比Cl^-浓度较高时差. 在Cl^-、HCO₃^-浓度较低情况下,SO₄^2-具有抑制腐蚀的作用;当Cl^-、HCO₃^-浓度较高时,SO₄^2-抑制腐蚀的作用不明显.     

光照法研究超氧化物歧化酶及其模型化合物与超氧离子的反应动力学

用改进的光照法研究了超氧化物歧化酶及其模型化合物μ-桥基·二(2,6-二乙酰基吡啶)缩二丙二胺合铜(Ⅱ)(桥基为SCN^-,N₃^-,I^-,Br^-,Cl^-,OH^-)与超氧离子的反应动力学,测定了反应速率常数k_Q,结果表明,超氧化物歧化酶的k_Q与脉冲辐解法及黄嘌呤氧化酶法的结果一致。6种配合物中,Cu₂L(SCN)(ClO₄)₃的k_Q最大,Cu₂L(N₃)(ClO₄)₃的最小,并讨论了真k_Q不同的原因。     

浓碱高苛性比铝酸钠溶液中水合铝硅酸钠形成的动力学研究

研究了浓碱高苛性比铝酸钠溶液中水合铝硅酸钠形成的动力学行为,反应对Al(OH)₄^-、SiO₂(OH)₂^2-均为一级反应.结合溶液的结构和沸石形成机理,提出了五配位中间体形成机理;提高反应温度、降低碱浓度、加强搅拌或加入晶种(或杂质)均有利于水合铝硅酸钠的形成.     

高氯酸盐与十六烷基三甲基溴化铵作用的光散射

利用光散射光谱法研究了高氯酸根和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的作用。 在酸性条件下,高氯酸根和CTAB通过静电作用形成离子缔合物,导致体系光散射强度增强。 环境水样中的常见阴离子如Cl^-、Br^-、ClO₃^-、NO₃^-和PO₄^3-等与CTAB单独作用时其光散射强度很弱,而当它们与高氯酸根同时存在时,由于协同作用使体系散射强度发生改变。 以Cl^-为例,借助动态光散射测定,初步探讨了体系协同作用的机理。     

湿法脱硫浆液中Hg2+的还原机制研究

针对燃煤电厂湿法脱硫浆液中Hg²⁺易被还原的特性,研究Hg²⁺在模拟湿法脱硫系统中的迁移机制,考察了浆液温度、pH值以及SO₃^2-、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺浓度等因素对Hg²⁺还原性能的影响。结果表明,Hg²⁺还原率随着浆液中SO₃^2-浓度的增大而降低;pH值对Hg²⁺的还原呈先增加后降低的趋势,在pH值为5.5时还原率最高;温度的升高不利于浆液中稳定的二价汞盐络合物存在,导致Hg²⁺还原率增加;Ca²⁺、Mg²⁺以及Cl^-浓度的增加有利于形成稳定化合物,从而抑制Hg²⁺的还原。     

水体中壬基酚光降解机理研究

在模拟太阳光条件下, 通过测定光解过程中壬基酚(NP)残留率和中间产物, 考察了溶解氧(DO), H₂O₂, NO₃^-及Cl^-对水体中NP光解的影响, 并推测了降解途径. 结果表明: DO浓度越低NP降解越慢, 产物有4-壬基-邻苯二酚、壬醇、壬醛和壬酸, 其中以壬酸为主, 推测NP在 O₂^·-作用下, 生成邻酚, 再发生共轭加成. H₂O₂, NO₃^-的添加显著加快NP降解速率, 产物有碳链缩短(2～8碳)的酚、4-壬基-邻苯二酚、壬醇、壬醛、壬酸, 其中以壬醛为主, H₂O₂, NO₃^-在光照下生成·OH, ·OH进攻NP电子云较集中的位置, NO₃^-吸收光同时产生·NO₂, 检测到2-硝基-4-壬基酚. 在H₂O₂存在下, Cl^-的添加对NP降解先促进后抑制, 并检测到壬酰氯, 推测·OH与Cl^-共存, 形成Cl₂^-参与反应, 氯代产物的前驱体可能是壬醛.     

CaF2-Al2O3-MgO电渣微结构的原位拉曼光谱及27Al魔角旋转核磁共振研究

运用原位拉曼光谱和 ²⁷Al魔角旋转核磁共振研究了CaF₂-Al₂O₃-MgO电渣重熔渣晶体、 玻璃和熔体的微结构及铝配位数的变化. 利用X射线粉末衍射分析获得该晶体样品中存在的物相, 分别基于密度泛函理论及量子化学从头算分析了S-6530晶体和熔体中相关物相的拉曼振动波数及散射活性, 并对其主要振动模式进行了归属. 结果表明, S-6530晶体中铝主要以六配位形式存在, 并有少量的四、 五配位. 在升温过程中, 其中MgAl₂O₄物相的Al-O多面体由[AlO₆]转变成[AlO₄]与[AlO₅]共存. Al在熔体和玻璃结构中主要以[AlO₄]四面体的形式存在, 其占比高达71.1%, 相较于其晶态, [AlO₅]的占比也增加至28.6%. 基于构建的熔体团簇模型的量子化学从头算表明, [AlO₄]构型倾向于以Q₃, Q₄连接方式为主的层状和架状结构, 而[AlO₅]构型则倾向于单体形式.     

含脲苯并咪唑类离子液体的合成及阴离子识别性能

设计并合成了含脲苯并咪唑离子液体受体分子1~3, 利用紫外-可见光谱、 荧光光谱和 ¹H NMR滴定研究了其对F^-, Cl^-, Br^-, I^-, CH₃COO^-, HSO₄^-, H₂PO₄^-等阴离子的识别性能. 紫外-可见光谱研究发现, 受体分子1~3可选择性地识别F^-, 并形成1: 1型主客体配合物; 荧光光谱研究发现, 受体分子1~3对碱性阴离子有较好的识别作用, 主客体结合常数的顺序为H₂PO₄^->CH₃COO^-≈ F^->HSO₄^- ≈ Cl^->Br^- ≈ I^-; ¹H NMR滴定研究发现, 该类受体分子以咪唑2位CH和脲基NH与阴离子通过氢键结合, 但高浓度的F^-会导致受体分子发生脱质子作用.     

NH3与Cl2在y-Al2O3颗粒物表面的非均相反应

使用离子色谱分析了常温、常压、湿润和氧气存在条件下,NH₃和Cl₂在γ-Al₂O₃颗粒物表面非均相反应的产物及其受NH₃浓度、反应时间等的影响;并定量分析了NH₃、Cl₂、SO₂和NO₂单独及共存条件下,γ-Al₂O₃表面Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-等二次无机颗粒物的生成总量.结果表明：NH₃和Cl₂在γ-Al₂O₃表面具有协同作用,2 h后Cl^-的生成总量可达589.65 μg,其生成量随时间延长而不断增加.表面氯化物的生成量在NH₃浓度为400 ppm时达到峰值,且随NH₃浓度的增加呈先增加而后减少的趋势.活性氯存在下,NH₃对颗粒物表面Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-的生成有促进作用,且四种气体共存时复合正反馈效应最明显.同时,本研究对NH₃和Cl₂在颗粒物表面的非均相反应机理及活性氯和氨的排放对大气中二次无机颗粒物的贡献进行了探讨.     

[Ru(phen)2(H2biim)](PF6)2配合物与阴离子的选择性作用

研究了[Ru(phen)₂(H₂biim)](PF₆)₂(1)与各种阴离子之间的选择性作用, 发现配合物1与Cl^-, Br^-, I^-, NO₃^-, HSO₄^-和H₂PO₄^-阴离子之间存在氢键作用. OAc^-阴离子与配合物1作用, 由于强的氢键作用使H₂biim上的一个H转移到OAc^-上, 使配合物1脱去一个质子, 形成{[Ru(phen)₂(H₂biim)](OAc)}结合体, 溶液颜色由黄色变为橙棕色. 由于F^-能形成非常稳定的HF₂^-, 配合物1逐步脱去2个质子, 溶液颜色由黄色变为紫色, 因此可作为裸眼检测阴离子的识别剂.     

The dehydroxylation of basic aluminum sulfate: An infrared emission spectroscopic study

The tridecameric aluminum polymer [AlO₄Al₁₂(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺ was prepared by forced hydrolysis of Al³⁺ up to an OH/Al molar ratio of 2.2. Upon addition of sulfate, the tridecamer crystallized as the monoclinic basic aluminum sulfate Na_0.1[AlO₄Al₁₂(OH)₂₄(H₂O)₁₂](SO₄)_3.55. The dehydroxylation of the basic aluminum sulfate has been studied by Fourier transform in-situ infrared emission spectroscopy over a temperature range of 200° to 750°C at 50°C intervals. The spectrum is characterized by the sulfate ν₁ (1024 cm⁻¹), ν₃ doublet (1117 and 1168 cm⁻¹) and the ν₄ doublet (568 and 611 cm⁻¹) modes. Furthermore, minor bands assigned to nitrate are observed. Upon heating from ≈350° to 400°C major changes are observed, especially in the bandwidth and band intensities. The bands in the hydroxyl stretching region due to the Al₁₃ group disappear, whereas the bands around 1050 cm⁻¹ display various changes in bandwidths, intensities and positions associated with the dehydration and dehydroxylation of the basic sulfate and the changing of the structure into an aluminum oxosulfate. The nitrate bands diminish upon heating.     

具有三维贯通多级孔道结构大孔氧化铝的制备与表征

采用铝溶胶晶种引入、结合相分离的方法制备了具有三维贯通多级孔道结构的大孔氧化铝材料。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、压汞、核磁共振波谱（NMR）等测试方法对所得材料进行了表征。结果表明,该氧化铝材料具有200-600 nm的均匀分布且贯通的连续大孔孔道,经550℃焙烧即可得到结晶态γ-氧化铝。大孔氧化铝比表面积达到366 m²/g,具有以5 nm及400 nm为中心的较为集中的介孔-大孔多级孔道分布。焙烧后的样品中,铝具有四、六两种配位状态。制备过程中,聚环氧乙烷（PEO）作为诱导剂引发固-液两相分离,形成具有三维贯通多级孔道结构大孔氧化铝,而凝胶中引入铝溶胶时,AlOOH晶粒与铝交联水合物均相伴生,在凝胶过程诱导铝交联水合物转变为AlOOH,最终使大孔氧化铝在较低的焙烧温度即可转化为γ-氧化铝。     

Calcium Ion Coordinated Polyamide Nanofiltration Membrane for Ultrahigh Perm-selectivity Desalination

Improving the permeate flux but retaining the rejection of thin-film composite(TFC) polyamide nanofiltration(NF) membrane is a high requirement for desalination. In this work, a calcium ion(Ca²⁺) coordinated polyamide(PA) NF membrane was prepared by directly adding CaCl₂ to the piperazine(PIP) aqueous solution during the interfacial polymerization process. Due to the coordination interaction between Ca²⁺ and the amide bond in PA active layer, the number of hydrogen bonds in the PA active layer was reduced, causing in turn the decrease of physical cross-linking degree. As a consequence, the pore of the PA active layer was enlarged, prominently enhancing the water permeance of NF membrane. With the increase of CaCl₂ concentration, the pure water flux of TFC NF increased significantly while the rejection of Na₂SO₄ decreased sightly. Compared with TFC NF membrane prepared without CaCl₂, the permeate flux of the Ca²⁺ coordinated polyamide NF membrane prepared under optimal conditions was increased by 3-4 folds with Na₂SO₄ rejection of 95.26%. Meanwhile, such a Ca²⁺ coordinated PA NF membrane showed a better SO₄^2-/Cl^- selectivity.     

酸碱度调控氧化锌纳米材料形貌及其光催化还原CO2研究

利用水热法合成了形貌可控的氧化锌(ZnO)微纳材料。利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),紫外-可见(UV-Vis)分光光谱和比表面积分析(BET)等技术对所制备的ZnO材料进行了表征。不同酸碱度(pH值)条件下,经过500 ℃退火2 h制备的ZnO均为纤锌矿结构。随着前驱液pH值的增加,所得ZnO从片状晶体变为棒状晶体。片状ZnO主要暴露极性晶面,棒状ZnO主要暴露非极性晶面。从生长角度考虑,在溶液为弱酸性条件下(pH 6.5),溶液中游离的氯离子(Cl^-)抑制了ZnO在锌极性面({Zn²⁺}_{crystal surface})的生长,水热反应产物为片状Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O,退火后得到微孔片状ZnO;当溶液中添加氢氧根(OH^-)后,锌离子(Zn²⁺)被络合为四羟基锌络合离子(Zn(OH)₄^2-),该络离子促进了ZnO在{Zn²⁺}_{crystal surface}的生长,从而得到棒状晶体。利用上述催化剂,在氙灯照射下进行光催化还原二氧化碳实验,发现极性面较多的片状ZnO具有更高的光催化性能。     

电厂烟气脱硝催化剂V2O5-WO3/TiO2失活机理研究

分别以某电厂失活和新鲜的烟气选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,模拟测试催化剂的脱硝效率,并采用扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱(SEM-EDX)、X荧光光谱(XRF)、X光电子能谱(XPS)、氮气吸脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)等手段对催化剂的微观结构和表面形态进行表征,探讨了SCR催化剂的失活机制。结果表明,380℃下失活催化剂的脱硝效率(35.0%)和比表面积(1.05 m²/g)明显低于新鲜催化剂(88.2%,72.50 m²/g)。与新鲜催化剂相比,失活催化剂中V⁵⁺的比例由17.4%升高到32.2%,并且表面出现了大量的Al₂(SO₄)₃。另外,SEM和XRD结果表明,失活催化剂出现了烧结。催化剂表面V价态的改变、高温烧结和表面Al₂(SO₄)₃相的大量生成是催化剂失活的主要原因。     

工业原料制备大孔拟薄水铝石及在异佛尔酮选择性加氢中的应用

以废催化裂化催化剂处理生产的工业级硫酸铝与偏铝酸钠为原料制备拟薄水铝石,探究制备工艺、扩孔和改性等对拟薄水铝石晶型、孔结构、表面酸性以及形貌的影响。用自制的拟薄水铝石经过挤条、焙烧等过程制备相应的催化剂载体,负载Pd活性组分,研究改性Al2O3载体以及PdCl2和Pd(acac)2前驱体制备的Pd/Al₂O₃催化剂对异佛尔酮C==C选择性加氢反应的活性与选择性。通过优化反应条件得到了比表面积为413 m²/g,孔容为0.84 cm3/g,孔径为6.84 nm的拟薄水铝石。加入扩孔剂碳酸铵和硅酸钠后,拟薄水铝石的孔容分别增大至0.98和1.53 cm³/g,平均孔径分别增至7.70和12.34 nm。以碳酸铵扩孔得到的Al₂O₃为载体和以PdCl₂为前驱体制备得到的Pd/Al2O3催化剂对异佛尔酮C==C选择性加氢活性高,达到98.69%,3,3,5-三甲基环己酮选择性>99%,活性稳定性高。