分级多孔γ-Al2O3空心微球微波水热法制备及其对刚果红的快速吸附

以KAl(SO₄)₂和尿素为前驱体,通过微波水热法于180 ℃反应20 min,经600 ℃焙烧2 h制得分级多孔γ-Al₂O₃空心微球.所制备的样品被用于吸附典型有机染料刚果红(CR)溶液.结果表明,制备的γ-Al₂O₃空心微球直径为0.8-1.0 μm,厚度约为200 nm.此γ-Al₂O₃空心微球具有高的比表面积(243 m²·g^-1)和分级大孔-中孔结构,此结构非常有利于液相过程中的质量传递.微波水热法制备的γ-Al₂O₃空心微球比水热法制备的γ-Al₂O₃和商用的γ-Al₂O₃样品显示出更快和更强的吸附性能.此样品的吸附数据很好地符合假二级速率方程和Langmuir吸附理论模型.从Langmuir吸附理论模型计算得到微波水热法制备的γ-Al₂O₃空心微球的最大吸附量(q_max) 25 ℃时高达515.4 mg·g^-1.由于具有分等级结构、高比表面积、大的孔容和吸附能力,微波水热法制备的γ-Al₂O₃空心微球样品有望成为一种具有很好应用潜力的环境吸附剂.     

磁性玉米芯材料的制备及其对染料刚果红吸附性能的研究

以玉米芯为原料,经离子液体预处理制备磁性玉米芯吸附材料,并探讨该吸附剂对染料刚果红的吸附性能。分别用4种动力学经验方程和4种热力学模型对吸该吸附过程进行分析。拟合结果表明,吸附过程符合二级动力学方程,Langmuir等温吸附模型能够较好地描述磁性玉米芯对刚果红吸附的热力学过程。此外,较高温度有利于吸附,吸附过程为吸热过程。     

MOFs-多孔碳的制备及吸附性能研究

本文以均苯三酸和二水合醋酸锌为原料,分别用咪唑和2-甲基苯并咪唑作为为第二配体,在50℃条件下合成了两种金属有机框架结构MOFs-Im和MOFs-Me。氮气氛围中900℃煅烧得到多孔碳材料MOFs-Im-C和MOFs-Me-C。利用红外光谱仪、荧光光谱仪、同步热分析仪对配合物的结构、发光性以及热稳定性进行了表征;对煅烧后样品采用场发射扫描电子显微镜、比表面及孔径分析仪等进行表征,并通过对亚甲基蓝和罗丹明B的脱除来测试其吸附性能。结果表明,煅烧后生成的MOFs-Im-C多孔碳材料对亚甲基蓝的吸附率在120 nim时几乎达到100%,说明该多孔碳材料对亚甲基蓝具有较好的吸附性能。     

氧化铜/二氧化硅多孔复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用聚乙二醇（PEG）为模板,通过溶胶凝胶法-水热法制备出CuO/SiO2多孔复合材料,使用FTIR、HRTEM、XRD和BET等技术手段对目标产物进行了表征;研究添加CuO质量及反应温度等反应条件对复合材料的孔结构特征的影响。 用目标产物作为吸附材料,研究了其对有机染料亚甲基蓝的吸附性能,结果表明,CuO/SiO2多孔复合材料对亚甲基蓝具有良好的吸附效果,尤其是含CuO质量分数为15%的样品在用量0.015 g、体系pH=9、搅拌时间为2 h的条件下,对10 mL亚甲基蓝（4 mg/L）的去除率最高可达97.17％。 对吸附的过程和机理进行了初步探讨。     

硅基超薄多孔氧化铝膜的制备

将二次阳极氧化法应用于硅基铝膜的制备, 在草酸溶液中得到了厚度可控的硅基超薄多孔氧化铝膜(PAM), 厚度小于100 nm. 实验中记录了氧化电流随时间的实时变化曲线, 发现硅衬底的氧化电流在大幅下降前有一小幅波动. 对应于Al/Si界面的氧化过程中, 孔洞底部之间的残留铝岛被优先氧化, 可将此作为终止铝氧化的标志. 扫描电镜(SEM)观察表明, 二次氧化提高了孔洞分布的均匀性, 使得孔在一定的区域内呈现有序六角分布.这种模板可进一步用于硅基纳米器件和纳米结构的制备.     

柱芳烃基多孔聚合物的制备及其吸附性能

将柱[5]芳烃与1,3,5-三乙炔苯(TEB)通过Sonogashira偶联反应制备了一类新型多孔有机聚合物P[5]-TEB,进而通过脱甲基反应对其进行改性得到多羟基的多孔聚合物P[5]OH-TEB,对二者的物理化学性质和吸附性能进行研究。 氮吸附测试表明,羟基的引入使P[5]OH-TEB的比表面积变大,同时引入微孔结构。 染料吸附实验表明,两聚合物对亚甲基蓝吸附过程符合Langmuir模型,P[5]OH-TEB对亚甲基蓝有更大的吸附量;吸附动力学试验表明,吸附过程更符合拟二级动力学模型,属于化学吸附过程,改性之后P[5]OH-TEB有更快的吸附速率;选择性吸附实验表明,羟基引入聚合物后聚合物对阳离子染料的吸附性能提升,对阴离子染料的吸附效果变差。     

多孔阳极氧化铝膜的制备研究

在直流恒压下,在不同的酸性溶液中对铝片实施两步阳极氧化制备多孔氧化铝膜,在磷酸溶液中制得的模板孔径大,并且电解时间缩短,加快了制备模板的过程。同时利用阳极氧化初期电流密度的变化,分析了多孔氧化铝膜的形成机理。     

密胺树脂基多孔炭材料的制备及其吸附性能研究

以密胺树脂、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,通过一步模板法制备了密胺树脂基纳米孔炭材料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表面积及孔径分析等方法研究了材料的结构。结果表明,得到的材料具有蠕虫状的中孔结构,孔径约4.7nm,比表面积可达521m2/g。利用分光光度计研究了炭材料对染料弱酸深蓝的吸附性能。结果表明,得到的蠕虫状中孔炭材料具有优异的吸附性能,吸附效率和吸附能力均优于商用活性炭,预期在吸附分离领域有良好的应用前景。     

一步碳化多孔有机材料制备多孔碳及其性能的研究

开发并利用清洁的、可再生的能源是解决环境污染问题和能源短缺的有效方法.碳化含碳量较高的多孔有机材料制备的多孔碳,具有较高的比表面积,良好的物化稳定性,优良的机械性能等优点,在清洁能源的存储、分离、能量的存储与转化领域有广泛的应用.常见的由多孔有机材料制备多孔碳的方法主要是非活化碳化法和活化碳化法.不同的制备方法得到的多孔碳形貌,孔结构各不形同.多孔碳材料自身的结构性质可以影响其应用.合理的设计并调控多孔碳的“孔”,发挥孔尺寸的“筛分效应”可以有效地对气体进行存储和分离.在锂电等能量转化领域,“限域效应”是影响锂电性能的重要因素.多孔碳材料中较小的孔可以限域活性成分,而较大的孔可以快速传输,两种孔的协同效应可以使锂电性能大大提升.本综述系统地归纳了一步碳化多孔有机材料制备多孔碳的方法及其优势,详细地介绍了其在气体吸附、存储、分离以及电化学等领域的应用.最后,结合多孔碳材料的研究现状,提出由多孔有机材料制备多孔碳材料所面临的挑战,同时也展望了多孔碳材料的应用前景.     

多孔氧化物块体材料的制备及其对重金属离子吸附研究进展

目前去除重金属离子的方法较多,其中吸附法因操作简单、经济性好而被广泛使用。多孔氧化物块体材料作为新兴的吸附材料具有比表面积高、机械强度高及可回收性好等特点,但吸附选择性差以及孔结构单一的缺陷限制了其在水体重金属处理中的应用。本文详细叙述了多孔氧化物块体材料的多种制备方法,并分别讨论了各方法的优势及其不足。介绍了近几年研究较多的多孔氧化物块体材料及其制备方法与特性。最后,对多孔氧化物块体材料对Pb、Cd及Cr等重金属离子吸附性能的影响因素及改善措施方面进行了总结分析,并指出多种材料的复合、材料表面的接枝改性及分级多孔结构的构建会增强对重金属离子的吸附性能。期望本文为多孔氧化物块体材料的制备及其在重金属离子吸附方面的应用提供参考。     

一步法制备聚脲多孔材料及其对染料的吸附

以甲苯二异氰酸酯为单体, 在水和丙酮混合溶剂中不用致孔剂且无需任何高分子改性一步法合成了聚脲多孔材料(PPU), 通过扫描电镜和BET氮气吸附法对其表面形貌和孔参数进行了表征. 以酸品红(AF)溶液模拟染料废水, 对其在PPU上的吸附进行了研究, 讨论了pH、 吸附时间、 AF初始浓度及吸附剂用量对吸附过程的影响, 优化了吸附条件. 结果表明, PPU对染料AF具有优异的吸附效果. PPU在30℃, pH=3时对AF的最大吸附量为44.60 mg/g. PPU对AF的吸附过程更接近于Langmuir等温吸附的单分子层吸附机理. PPU对水溶性染料刚果红(CR)也有很好的吸附能力. 使用水、 乙醇和水混合溶剂以及NaOH水溶液对染料吸附后的解吸附结果表明, 乙醇和水混合溶剂对吸附染料的解吸效率最高, 对2种染料的解吸附都达90%以上. 解吸后PPU的再吸附能力略有下降, 但第三次吸附量仍达到首次吸附的80%以上.     

生物质基氮掺杂多孔炭材料的制备及对水中亚甲基蓝的吸附性能

以柳树落叶为生物质碳源, 氨水为氮源, 采用溶胶-凝胶法制备了一系列氮掺杂多孔炭材料(WNC), 并对其结构和物理化学性质进行了表征. 结果表明, WNC材料具有较高的比表面积(528~618 m²/g)和多级孔结构; 材料表面含有丰富的含氧和含氮官能团(氮摩尔分数为8.9~9.9%); WNC材料对水体系中的亚甲基蓝(MB)表现出良好的吸附性能, 吸附为自发吸热过程, 符合Langmuir等温吸附和准二级动力学模型, 在pH值为5、 室温下最大吸附量为263.2 mg/g, 且材料可以多次循环使用. 对WNC-2及吸附染料MB后的WNC-2样品进行高温再焙烧处理, 所得样品(WNC-2-R和WNC-2-MB)的ζ电位明显升高, 表面碱性增强, 吸附容量分别提高到之前的1.3倍和1.6倍. 结合各种表征结果, 可以认为WNC材料的高比表面积和多级孔结构有利于吸附质(亚甲基蓝离子)的传输, 并能与材料表面的羰基、 醌基和吡啶氮等基团发生较强的相互作用, 从而使其表现出较高的吸附速率和吸附量.     

磁性Co/C纳米复合材料的合成及其对水中刚果红吸附性能研究

介绍一个由科研成果转化形成的大学综合化学实验,本综合实验设计以金属有机框架材料ZIF-67为前驱体,通过高温热解法合成磁性Co/C纳米复合材料,并将其应用于水中刚果红有机染料的吸附性能研究。在本实验中用X射线粉末衍射仪和扫描电镜对材料的基本结构和形貌进行了表征,利用紫外-可见分光光度计绘制了刚果红的标准曲线,并详细考查了磁性Co/C纳米复合材料对刚果红染料的吸附性能,且对吸附动力学和吸附等温线进行了拟合和分析。本实验操作简单,实验结果稳定,适用于大学生综合化学实验。本实验涵盖了无机-有机杂化材料合成、结构表征、有机染料浓度定量分析、动力学和吸附等温线的测定以及数据拟合分析等化学专业基础和实验操作技能,不仅有利于提高学生的综合实验能力,也可以培养学生的科研兴趣,拓展学生的视野。     

超临界co2中模板法制备氧化铝多孔材料

超临界co2;活性炭;模板;氧化铝;多孔     

Fe3O4/C磁性多孔碳材料的制备及其对品红的吸附

采用可逆加成—断裂链转移法(RAFT)合成了嵌段共聚物聚(苯乙烯-co-马来酸酐)-b-聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PSMA-b-PMAPEG),并以该嵌段共聚物为软模版,以盐酸多巴胺(DA)作为碳源,将其包覆在Fe_3O_4纳米颗粒上,再经高温灼烧得到具有多孔结构的Fe_3O_4/C磁性复合微球.通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、振动磁强计(VSM)、N_2吸附/脱附等手段对该多孔材料进行了表征.同时考察了Fe_3O_4/C磁性多孔材料的吸附性能,研究表明该多孔材料对品红表现出了良好的吸附效果.     

粉煤灰基质多孔吸附材料显微结构及性能研究

本文研究了加入粘结剂制成折粉煤灰基质多孔吸附材料的显微结构，将它与原灰结构作比较，并进一步研究了加入粘结剂再加入外掺剂材料的显微结构。从理论上阐述了提高粉煤灰基质多孔吸附材料吸附、脱色性能的机理。     

磁性Co/C纳米复合材料的合成及其对水中刚果红吸附性能研究

This comprehensive experiment has successfully introduced the frontier of scientific research into undergraduate laboratory teaching. A magnetic Co/C nanocomposite was synthesized by using ZIF-67 as the precursor. Upon calcination at high temperature in inert atmosphere, ZIF-67 was degraded and carbonized to form Co/C nanocomposite. The adsorption performance of Co/C nanocomposite for Congo Red was investigated in detail. The structure and composition of the nanocomposite were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The concentration of Congo Red was determined by UV-Vis spectrophotometry. The kinetics data was fitted with the pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models. The adsorption isotherms were analyzed according to Langmuir and Freundlich isotherm models. This experiment covers the synthesis of inorganic-organic hybrid material, characterization of materials, concentration determination of dyes, analysis of dynamics data and adsorption isotherms. Therefore, this experiment enables students to practice their experimental skills, increase their interest in scientific research, and broaden their professional knowledge.     

介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的制备及其CO2吸附性能研究

以P123为模板剂,以TEOS为硅源,以氧化石墨烯为复合组分,采用溶胶-凝胶法和自组装法制备了具有较大比表面积的介孔硅复合氧化石墨烯三维多孔材料（MSM/GOs）,进一步通过物理浸渍聚乙烯亚胺（PEI）制备了固态胺吸附材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附-脱附曲线、元素分析等方法表征复合材料的结构和形貌,研究了氧化石墨烯添加量对材料的比表面积和胺化效果的影响以及吸附温度对其吸附CO₂性能的影响。研究结果表明,氧化石墨烯的引入能显著提高介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的比表面积,当GO添加量为4.5wt%时,其比表面积可高达841m²/g。高的比表面积有利于提高材料的氨基含量。在30wt%PEI的物理浸渍胺化后,MSM/GO-4.5@30%PEI拥有最大含氮量（9.59wt%）和CO₂吸附量（1.70mmol/g）。得益于良好的多孔基体和有机胺的均匀分布,MSM/GO-4.5@30%PEI在不同温度下的吸附量较稳定,循环再生吸附后仍能保持初始吸附量的80%。动力学研究表明,准一级模型和Avrami模型均能较好地拟合其吸...     

Fe3O4/菹草磁性材料的制备及对刚果红吸附研究

本研究以菹草为原料,采用化学共沉淀方法制备Fe3 O4/菹草磁性纳米材料并应用于刚果红染料的吸附实验中.探究了pH、吸附时间、吸附剂用量、温度四个因素对吸附效果的影响.研究结果表明:该材料吸附刚果红的最佳条件为初始浓度为20 mg·L-1时,pH值为5,吸附剂投加量0.2 g,吸附时间4 h及温度为30℃;在最佳吸附条...