沉淀剂对水热法制备分等级氧化铁纳米结构及其Cr（Ⅵ）吸附性能的影响

以硫酸铁为铁源、硫脲、氟化钠和尿素分别为沉淀剂,采用水热法成功地制备了分等级微米级球状氧化铁粒子、六方柱状粒子相互交织的微米级氧化铁团聚体等。采用X射线衍射、扫描电镜、N₂吸附-脱附、磁滞回线和UV紫外分光光度计等测试手段,对比研究了上述沉淀剂对产物微结构、形貌、织构性质及其对剧毒Cr（Ⅵ）吸附性能的影响。结果表明,以硫脲为沉淀剂制得氧化铁的结晶度最高,其晶粒大小为49.7nm,并具有最高的比表面积13.0m₂·g^-1、最大的孔容0.092cm³·g^-1和平均孔径28.6nm;该氧化铁具有最佳的Cr（Ⅵ）吸附性能,30min即达到吸附平衡,饱和吸附量达202.8mg·g^-1,并且符合Langmuir单分子层吸附模型;该氧化铁还具有一定的磁性,通过外加磁场可以实现吸附Cr（Ⅵ）后的吸附剂与溶液的彻底分离,因而在重金属废水处理领域显示出良好的应用前景。     

PSS辅助水热合成分级结构纳米γ-Al2O3及其CO2吸附性能增强

以AlCl_3·6H_2O为铝源、CH_3COOK为沉淀剂、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为结构调节剂,采用温和水热焙烧法成功地制备了系列对CO_2吸附性能增强的分级结构纳米γ-Al_2O_3。采用XRD、SEM和N2吸附-脱附等手段,对比研究了PSS浓度对产物物相结构、形貌、织构性质及其在室温下对CO_2吸附性能的影响。研究表明,PSS对产物形貌、织构性质及其CO_2吸附性能具有明显的调控作用。不添加PSS时产物表现为不规则的块状粒子,PSS浓度依次增加到2、4和6 g·L~(-1)后,产物分别表现为不规则的棒状团簇体微米级粒子、类球形棒状团簇体微米级粒子、相互交织的纤维状微米级粒子,并且其比表面积和孔容逐渐增加;添加PSS后产物的CO_2吸附量增加、吸附动力学加快,尤其是PSS浓度为6 g·L~(-1)时,相应产物的最高吸附量为0.68 mmol·g~(-1),6次循环再生后其吸附量仍基本保持稳定。     

氨基化修饰介孔Fe3O4@SiO2@mSiO2磁性核壳复合微球的可控制备及吸附性能

以水热法制备的高磁饱和强度Fe_3O_4纳米颗粒为核,正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用改进的St觟ber法,制备介孔SiO_2包覆Fe_3O_4磁性核壳复合微球。利用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附、FTIR和VSM对制备样品的物相结构、形貌和磁性能进行了测试表征。研究结果表明,制备的复合材料呈球形,粒径分布均一,材料的比表面积和磁饱和强度分别为413 m2·g-1和68.93emu·g-1。研究了TEOS的添加量对复合微球形貌的影响,随着TEOS添加量的增加,SiO_2壳层增厚,复合粒子形貌均匀,饱和磁化强度有所下降,仍具有良好的超顺磁性。在此基础上,通过接枝法在复合微球的表面接枝-NH2,制备了一种新型磁性纳米吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2),进而研究了其对水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。通过动力学拟合,Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2对Cr(Ⅵ)的吸附过程是准二级动力学模型占主导地位,探究了该材料对Cr(Ⅵ)的吸附过程和吸附机理。结果表明,其吸附机理及吸附容量与Cr(Ⅵ)的离子形态及-NH2有关,并通过吸附剂与吸附质之间的电子共用或静电吸附实现。     

功能化有序介孔碳对重金属离子Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的选择性吸附行为

以三嵌段共聚物F127为模板剂,酚醛树脂为碳源,正硅酸乙酯为硅源,三组分共组装合成介孔碳-氧化硅纳米复合物,再经HF去除氧化硅,得到有序介孔碳(OMC).X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温N2吸脱附(BET)等测试表明,所得样品具有高度有序的介孔结构,比表面积和孔容分别为1330m2·g-1和2.13cm3·g-1,平均孔径6.4nm.对其先氧化、后氯化、再胺化,得到不同胺基接枝量的胺化介孔碳(C-NH2(m),m为加入的乙二胺的质量(g)).傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征结果证实,胺基官能团成功接枝到有序介孔碳表面.TEM测试表明介孔碳的有序孔道结构得到了较好的保持.以有序介孔碳、胺化介孔碳作吸附剂对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)进行选择性吸附研究.结果表明:功能化修饰前,样品对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)饱和吸附量分别为213.33、241.55mg·g-1;修饰后饱和吸附量可分别达到495.05、68.21mg·g-1.功能化介孔碳表现了较强的选择性吸附Cu(Ⅱ)的能力.     

纳米氧化镁对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附特性

采用乳液法制备不同形貌的花状和片状MgO纳米粒子并研究其对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。运用静态吸附实验考察吸附时间和吸附剂MgO用量对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的去除率影响,探讨MgO纳米粒子的微观机构对其吸附性能的影响机制。结果表明,花状MgO和片状MgO对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子表现出优异的吸附性能,对金属离子的去除效果是Cu(Ⅱ)Cr(Ⅵ)Cr(Ⅲ),5min基本达到吸附平衡;花状MgO对金属离子Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附性能明显优于片状MgO,这归因于比表面积大、多孔结构的花状MgO为金属离子提供更多的吸附活性位。与Temkin模型和Freundlich模型相比,Langmuir等温吸附模型更符合MgO样品在含Cu(Ⅱ)离子溶液体系中对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子的吸附过程,这意味着Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子在MgO纳米粒子表面的吸附属于单分子层吸附。花状和片状MgO对金属铬离子的吸附行为符合伪一级动力学模型。     

纳米级二氧化锆的合成及其在六价铬污染处理中的应用

用溶胶－凝胶法合成了纳米级ZrO2,并采用透射电镜进行了表征。研究了纳米ZrO2对Cr(Ⅵ）的吸附。在pH4.0，吸附比为1：2900时，平均吸附率为85．48％，最大吸附量为301．4μg Cr（Ⅵ）/g。采用2mol/L NaOH可完全洗脱纳米ZrO2l所吸附的Cr(Ⅵ）。应用于环境水样中Cr(Ⅵ）的处理，水中残留Cr(Ⅵ)的浓度远小于Cr(Ⅵ)的排放标准。考察了回收纳米ZrO2对Cr(Ⅵ)的吸附效率，结果表明纳米级ZrO2可循环使用。     

荞麦皮生物吸附去除水中Cr(Ⅵ)的吸附特性和机理

农业废弃物荞麦皮作为生物吸附剂去除水中Cr(Ⅵ),研究了荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除动力学以及溶液pH、吸附剂用量和Cr(Ⅵ)初始浓度对去除效率的影响;通过FT-IR,XPS,SEM-EDX对荞麦皮表面组成和结构进行表征,探索荞麦皮去除Cr(Ⅵ)的机理.结果显示:荞麦皮对Cr(Ⅵ)有很高的去除效率.常温下5.0 g·L-1的荞麦皮在pH=2.0下对100 mg·L-1 Cr(Ⅵ)溶液的去除率可达99.87%.荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除率随溶液pH降低而升高,在pH=2.0时达到最大;随吸附剂用量增加而增大;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而减小.单位质量荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除量随吸附剂用量增加而减小;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定.在20℃,pH=2.0,吸附用量为5.0 g·L-1时,荞麦皮对Cr(Ⅵ)的最大去除容量约为36.4 mg·g-1.荞麦皮吸附去除Cr(Ⅵ)的过程符合准二级吸附动力学.FT-IR,XPS和SEM-EDX分析结果表明:荞麦皮是一个多孔材料,表面存在羧基、氨基、羟基等活性基团;荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除是一个吸附-还原耦合的过程,包括Cr(Ⅵ)在荞麦皮表面上的静电吸附,以及此后的固相还原和对还原态的Cr(Ⅲ)再吸附;Cr(Ⅲ)的吸附主要是通过与荞麦皮表面的羧基、氨基的配位,以及与其中的阳离子发生离子交换作用实现的.     

沉淀剂种类对水煤气变换Au/Fe2O3催化剂结构和催化性能的影响

 采用7种沉淀剂(K2CO3, Na2CO3, NH4OH, (NH4)2CO3, NaOH, KOH和尿素)通过共沉淀法制备了低温水煤气变换(WGS) Au/Fe2O3催化剂,考察了沉淀剂种类对其催化性能的影响. 通过N2吸附, X射线荧光光谱、 X射线衍射、 H2程序升温还原和CO程序升温脱附等表征手段,探讨了不同沉淀剂影响Au/Fe2O3催化剂WGS性能的原因. 结果表明,采用K2CO3和Na2CO3制备的催化剂样品在200 ℃以上具有较好的活性和稳定性,其中K2CO3是最佳沉淀剂. 而采用NH4OH和(NH4)2CO3制备的样品的催化活性相对较低,在200 ℃达到峰值. 由其它3种沉淀剂制备的样品的催化活性都较差, CO转化率最高只有35%. 沉淀剂种类不仅明显地影响金离子和铁离子的共沉淀,而且会明显地影响共沉淀物在后续焙烧过程中的结晶行为. 前者将影响金的负载量,后者则影响金粒子的分散度以及氧化铁载体的还原性质和对CO的吸脱附性能. Au/Fe2O3催化剂的低温高活性及其稳定性归因于高度分散的金粒子及其与易被还原的氧化铁载体间的协同作用. 催化剂中金负载量增大、金粒子分散度提高以及氧化铁晶粒减小均有利于其催化性能的提高.     

基于1,1’-二苯乙炔-3,3’,5,5’-四羧酸微孔铜配位聚合物的合成和气体吸附性质

本文报道了配合物[Cu2(EBTC)(H2O)2]·8H2O·DMF.DMSO(1,EBTC=1,1′-二苯乙炔-3,3′,5,5′-四羧酸根;DMF=N,N-二甲基甲酰胺;DMSO=二甲基亚砜)的合成、晶体结构和吸附性质。1拥有内径为0.85 nm和0.85 nm×2.15 nm的两种孔洞,分别被6个和12个四羧酸根桥联的[Cu2(CO2)4]螺旋桨式结构围绕,并被EBTC连接成三维超分子结构,该结构拥有可容纳溶剂分子的一维孔道。1为(3,4)-连接的fof(sqc1575)拓扑结构,具有非常大的孔体积,其值高达单位晶胞体积的72.8%。去除溶剂分子后的1a表现出永久孔性,其Langmuir表面积为2844 m2·g-1,BET表面积为1 852 m2·g-1。它对H2、CO2、CH4和C2H2具有可观的气体吸附量和相对较高的吸附焓。特别是,在迄今所有已报道的孔性金属-有机材料中,1a在273 K、1.0×105Pa下,表现出最高的乙炔吸附量(252 cm3·g-1)和很高的吸附焓(吸附量为1 mmol·g-1时的吸附焓为34.5 kJ·mol-1)。     

微米级MEL分子筛聚集体的制备(英文)

使用四丁基氢氧化铵-正硅酸四乙酯-水(TBAOH-TEOS-H2O)简单体系一步水热制备了具有多级孔道的微米级MEL结构分子筛聚集体.得到的silicalite-2微米球直径大于10μm且具有高达460 m2·g-1的比表面积和0.74 cm3·g-1的孔体积.微米球的生成一定程度上解决了催化应用过程中催化剂的分离和回收问题.同时,水热晶化过程中由纳米粒子自组装而成的晶间介孔缩短了反应物分子的扩散路径,保持了分子筛纳米晶粒的优势.此外,钛活性位的引入并未明显影响MEL微米球的形貌和结构,含钛的MEL微米球TS(钛硅分子筛)-2在苯酚羟基化反应中具有与纳米尺寸TS-1(100-200 nm)相当的催化活性,且TS-2可以通过简单过滤得到,简化了纳米级TS-1的分离和回收过程.     

超微Ni(OH)2纳米粒子的合成及其对Li+的超高吸附性能

在葡萄糖水溶液中合成得到平均粒径为5 nm的α-Ni(OH)2超微纳米粒子。研究结果发现,在水溶液中葡萄糖浓度能够控制α-Ni(OH)2纳米粒子粒径的大小,我们对其中的原理进行了剖析。当没有葡萄糖存在时,合成得到的Ni(OH)2晶型为β型,且颗粒粒径尺寸分布为微米级别。另外,研究发现α-Ni(OH)2超微纳米粒子室温下对中性水溶液中Li^+具有较强的吸附性能,且这种吸附性能随粒径的减小而剧烈增大;粒径为5 nm的α-Ni(OH)2粒子对Li^+的最大吸附量为214 mg·g^-1(远大于文献报道的有关吸附剂对Li^+的吸附容量),而粒径为1μm的β-Ni(OH)2在相同条件下对Li^+的最大吸附量低于30 mg·g^-1。计算分析表明,Li^+在α-Ni(OH)2纳米粒子表面吸附满足Freundlich方程,符合层层吸附模型。     

核壳结构磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子的制备与表征

首先采用溶剂热法制备粒径均匀分散性良好的Fe3O4亚微米粒子,在对其包覆上一层碳膜进行表面修饰后,采用共沉淀法将硝酸根插层LDHs包覆到磁性粒子的表面,然后500℃焙烧2 h得到磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子。这种磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子具有以镁铝复合氧化物为壳层,Fe3O4为核的核壳结构,其中壳层厚度为20 nm左右,对其进行二次包覆后壳层厚度可达到50 nm左右,并可以方便的通过重复包覆焙烧过程进行调节,从而实现磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子的控制制备。同时,磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子具有较强的磁性,其比饱和磁化强度为23.3 emu·g-1,对其进行二次包覆并焙烧后为20.1 emu·g-1。     

静电纺丝制备铁(Ⅱ)/聚丙烯腈复合纳米纤维及其应用于吸附铬(Ⅵ)

利用静电纺丝技术制备了铁(Ⅱ)/聚丙烯腈[Fe(Ⅱ)/PAN]复合纳米纤维,用于吸附检测溶液中的铬(Ⅵ)。SEM及BET分析可知,纤维形态结构均匀,直径大约为153nm,比表面积为14.0m2·g-1。Fe(Ⅱ)/PAN复合纳米纤维表面携带的PAN…Fe(Ⅱ)(OH)+官能团能快速吸附去除溶液中的铬(Ⅵ),并将其还原为铬(Ⅲ)。根据吸附等温线模型分析,Langmuir模型更适合本体系,最大吸附量为5.40mg·g-1。在优化的试验条件下,97%的铬(Ⅵ)可被从溶液中去除。     

聚苯胺/凹凸棒石黏土纳米纤维复合材料对溶液中痕量Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用原位聚合法合成了盐酸掺杂聚苯胺/凹凸棒石黏土(PANI/ATP)纳米纤维复合材料.研究了它对含痕量Cr(Ⅵ)废水的吸附,考察了物料配比、投料质量、吸附时间、吸附温度和pH值对其吸附性能的影响.结果表明,复合材料中的物料配比为m(An):m(ATP)=2:1,用暈为0.4 g,50 min时对Cr(Ⅵ)的吸附量达到99.8%,符合Langmuir等温吸附方程.该复合材料充分发挥了有机和无机吸附材料的协同作用,具有成本低、再生性能良好的特点.     

聚苯胺/凹凸棒石纳米纤维复合材料对溶液中痕量Cr(VI)的吸附性能

采用原位聚合法合成了盐酸掺杂聚苯胺/凹凸棒石黏土(PANI/ATP)纳米纤维复合材料。 研究了它对含痕量Cr(Ⅵ)废水的吸附,考察了物料配比、投料质量、吸附时间、吸附温度和pH值对其吸附性能的影响。 结果表明,复合材料中的物料配比为m(An)∶m(ATP)=2∶1,用量为0.4 g,50 min时对Cr(Ⅵ)的吸附量达到99.8%,符合Langmuir等温吸附方程。 该复合材料充分发挥了有机和无机吸附材料的协同作用,具有成本低、再生性能良好的特点。     

超微Ni(OH)_2纳米粒子的合成及其对Li~+的超高吸附性能（英文）

在葡萄糖水溶液中合成得到平均粒径为5 nm的α-Ni(OH)_2超微纳米粒子。研究结果发现,在水溶液中葡萄糖浓度能够控制α-Ni(OH)_2纳米粒子粒径的大小,我们对其中的原理进行了剖析。当没有葡萄糖存在时,合成得到的Ni(OH)_2晶型为β型,且颗粒粒径尺寸分布为微米级别。另外,研究发现α-Ni(OH)_2超微纳米粒子室温下对中性水溶液中Li~+具有较强的吸附性能,且这种吸附性能随粒径的减小而剧烈增大;粒径为5 nm的α-Ni(OH)_2粒子对Li~+的最大吸附量为214 mg·g~(-1)(远大于文献报道的有关吸附剂对Li~+的吸附容量),而粒径为1μm的β-Ni(OH)_2在相同条件下对Li~+的最大吸附量低于30 mg·g~(-1)。计算分析表明,Li~+在α-Ni(OH)_2纳米粒子表面吸附满足Freundlich方程,符合层层吸附模型。     

花状3D纳米Pd/CeO2催化剂的制备及其性能研究

以PdCl2为前驱体,十六烷基三甲基溴化铵为保护剂,用超声波膜扩散法制备了Pd纳米粒子溶胶(E,Pd负载量1.0 wt%)。采用水热法制备了3D纳米花状Pd/CeO2催化剂(F),其结构,形貌和物理化学性能经XRD,SEM和N2吸附-脱附表征。考察了晶化时间对F形貌和晶型的影响。结果表明,晶化时间72 h制备的F72具有较高的比表面积(108 m2·g-1)和较大的孔体积(0.11 cm3·g-1);晶化时间48 h制备的F48呈现花状形貌,由大量厚度(20 nm～30 nm)均匀的纳米单元自组装而成。     

介孔TiO2的水热法制备及其光催化性能

以二钛酸钾(K2Ti2O5)经离子交换得到的无定形水合二钛酸(H2Ti2O5·xH2O)为原料,与葡萄糖溶液在220℃下进行水热反应,再在空气中520℃焙烧,制备出介孔TiO2.用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附、透射电子显微镜(TEM)等技术对样品进行了表征.结果表明,该介孔TiO2具有微米级棒状或针状形貌,晶粒大小为12.3 nm,比表面积为106 m2·g-1,孔容为0.31 cm3·g-1,孔径为8.06 nm,焙烧处理后晶型仍是锐钛矿相.水热生成的碳抑制了晶粒的团聚生长和晶型的转变,提高了介孔TiO2的热稳定性.甲基橙降解实验评价了介孔TiO2的光催化性能,结果发现其活性与商用TiO2催化剂P25相当,而其较大的粒径更容易回收再利用.以碘化钾为探针反应,表明介孔TiO2的光催化机制以光生空穴氧化为主.     

PPS基叔胺离子交换纤维对Cr(Ⅵ)选择性吸附研究

首次报道通过氯甲基化聚苯硫醚纤维的胺化反应制得一种叔胺型离子交换纤维,研究了Cr2O72-和SO42-共存体系中该纤维对Cr(Ⅵ)的选择性吸附性能。结果表明,该离子交换纤维具有很高吸附容量,SO42-的存在并不影响该纤维对Cr(Ⅵ)的选择性吸附。在溶液pH值为2,Cr(Ⅵ)和SO42-浓度分别为65mg/L和480mg/L条件下,OH-型和SO42-型叔胺离子交换纤维对Cr(Ⅵ)的吸附容量分别为308.09mg/g和335.56mg/g。NaOH溶液可将CrO42-有效洗脱,纤维经过5次吸附-再生循环后,其吸附性能基本保持不变。     

PSS辅助水热合成分级结构纳米γ-Al2O3及其CO2吸附性能增强

以AlCl₃·6H₂O为铝源、CH₃COOK为沉淀剂、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为结构调节剂,采用温和水热焙烧法成功地制备了系列对CO₂吸附性能增强的分级结构纳米γ-Al₂O₃。采用XRD、SEM和N₂吸附-脱附等手段,对比研究了PSS浓度对产物物相结构、形貌、织构性质及其在室温下对CO₂吸附性能的影响。研究表明,PSS对产物形貌、织构性质及其CO₂吸附性能具有明显的调控作用。不添加PSS时产物表现为不规则的块状粒子,PSS浓度依次增加到2、4和6 g·L^-1后,产物分别表现为不规则的棒状团簇体微米级粒子、类球形棒状团簇体微米级粒子、相互交织的纤维状微米级粒子,并且其比表面积和孔容逐渐增加;添加PSS后产物的CO₂吸附量增加、吸附动力学加快,尤其是PSS浓度为6 g·L^-1时,相应产物的最高吸附量为0.68 mmol·g^-1,6次循环再生后其吸附量仍基本保持稳定。