纯相钙铝层状双氢氧化物对磷的吸附特性

采用乙醇辅助液相共沉淀法制备了纯相Ca-Al-LDH层状双金属氢氧化物,考察了Ca-Al-LDH的投加量、吸附时间、pH值、无机电解质(Na₂CO₃ ,KCl ,Na₂SO₄,KNO₃)和温度等因素对磷吸附的影响,结果表明,纯相Ca-Al-LDH对磷酸根离子具有很好的吸附性能,最大饱和吸附量可达160.78 mg/g,当pH值为5.1、温度为45 ℃、吸附时间为600 min、LDH投加量为0.6 g/L、磷初始浓度为80 mg/L时,磷的去除率高达95.88%;无机阴离子会抑制磷在吸附剂上的吸附,当Cl^-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量从69.96 mg/g降至53.18 mg/g,降低了23.99%;当SO₄^2-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量降低了24.79%,其它无机阴离子对磷在吸附剂上的吸附也有一定的影响。 Ca-Al-LDH对水中磷的吸附符合二级动力学方程和Langmuir等温模型。 采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪等技术手段对制备的纯相Ca-Al-LDH及其吸附磷酸根后的产物进行表征,揭示了Ca-Al-LDH对磷酸根的吸附可能是静电吸引、化学吸附和阴离子插层等过程协同作用的吸附机理。     

Ti、Mg离子复合掺杂对LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2性能的影响

采用SEM、XRD、恒电流充放电、交流阻抗谱等方法研究了钛镁离子复合掺杂对LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂的结构及其电化学性能的影响. 结果表明材料的XRD图谱中部分特征峰的强度比值有较大的变化. 1%(摩尔分数) 的Ti、Mg离子复合掺杂能显著地改善LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂的倍率放电能力, 平台保持能力和高倍率下的循环性能. 交流阻抗谱表明钛镁离子掺杂抑制了LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂在高放电倍率下循环的电化学反应阻抗Rct的增加. 采用几种不同价态的金属离子复合掺杂是改善嵌锂的镍钴锰系金属氧化物的倍率放电能力的有效途径.     

邻菲哕啉钌（Ⅱ）配合物的结构及电致发光性能的研究

合成了三-（1，10-邻菲啰啉）钌发光配合物Ru（phen）3（PF6）2（phen=1，10-邻菲啰啉），得到了其单晶结构．单晶结构分析结果表明，Ru（phen）3（PF6）2具有层状结构特征，阳离子[Ru（phen）3]^2＋和阴离子PF6^-分别构成了正电荷层和负电荷层，正、负电荷层交替排列形成了晶体结构．分别以Ru（phen）3Cl2和Ru（phen）3（PF6）2制备了单层结构的电化学发光器件（LECs），器件结构为[ITO／Ru（Ⅱ）-配合物（100nm）／Al（200nm）]．结果显示：以Ru（phen）3（PF6）2为发光层的器件显示的最高效率和亮度分别为0．24cd／A和1829cd／m^2，而以Ru（phen）3Cl2为发光层的器件显示的最高效率和亮度分别为0．18cd／A和350cd／m^2,表明Ru（phen）3（PF6）2比Ru（phen）3Cl2具有更优异的电致发光性能．     

邻菲啰啉钌(Ⅱ)配合物的结构及电致发光性能的研究

合成了三-(1,10-邻菲啰啉)钌发光配合物Ru(phen)3(PF6)2(phen=1,10-邻菲啰啉),得到了其单晶结构.单晶结构分析结果表明,Ru(phen)3(PF6)2具有层状结构特征,阳离子[Ru(phen)3]2+和阴离子PF-6分别构成了正电荷层和负电荷层,正、负电荷层交替排列形成了晶体结构.分别以Ru(phen)3Cl2和Ru(phen)3(PF6)2制备了单层结构的电化学发光器件(LECs),器件结构为[ITO/Ru(Ⅱ)-配合物(100 nm)/Al(200 nm)].结果显示:以Ru(phen)3(PF6)2为发光层的器件显示的最高效率和亮度分别为0.24 cd/A和1 829 cd/m2,而以Ru(phen)3Cl2为发光层的器件显示的最高效率和亮度分别为0.18 cd/A和350 cd/m2,表明Ru(phen)3(PF6)2比Ru(phen)3Cl2具有更优异的电致发光性能.     

聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料研究进展

聚合物／层状硅酸盐（ＰＬＳ）纳米复合材料是近１０年迅速发展起来的研究交叉科学。由于聚合物纳米复合材料具有常规聚合物复合材料所没有的结构、形态以及较常规聚合物复合材料更优异的物理力学性能、耐热性和气体液体阻隔性能等,因而显示出重要的科学意义和应用前景。本文综述了聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的制备,结构表征和物理力学性能,对制务过程进行了热力学和动力学分析,最后对其应用前景进行了展望。     

基于层状氢氧化镧的稀土离子激活杂化组装荧光体

采用水热法制备了十二烷基磺酸根(DS^-)插层的稀土离子(Eu³⁺, Tb³⁺和Ce³⁺)激活的层状氢氧化镧(LLaH), 通过微波法将苯甲酸根(BA^-)与层中DS^-进行离子交换反应, 形成杂化组装. X-射线衍射(XRD)结果表明这些杂化组装具有典型的层状结构, 离子交换反应后层间距由3.2 nm减小为1.9 nm. 光致发光光谱显示稀土Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的LLaH均表现出相应的特征红色和绿色发射, 但(Eu/Tb)_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O的发光强度是(Eu/Tb)_0.1La_1.9(OH)₅DS•H₂O的十几倍, 这得益于BA^-对稀土离子发光产生了很好的敏化作用. 通过超声和离心过程将Tb_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O, Eu_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O和Ce_0.08La_1.92(OH)₅DS•H₂O杂化组装样品进行层剥离制成胶体溶液, 发现不同比例的Eu_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O和Tb_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O两种胶体混合能够对发光颜色进行调整; 三种胶体混合后通过改变激发波长也可以有效调整发光颜色, 特别是在280~290 nm紫外光激发下, 能够获得白色荧光, 显示出优异的光功能特性.     

OL负载Cu催化剂及其催化氧化CO及乙酸乙酯性能

采用氧化还原法合成了层状锰氧化物(OL),并以OL为载体采用离子交换法制备了不同Cu负载量的Cu_x/OL催化剂。利用X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、N_2吸附/脱附、H_2~-程序升温还原(H_2-TPR)、TG(热重)、X射线光电子能谱(XPS)、O_2-程序升温脱附(O_2-TPD)等技术对所制催化剂进行结构和织构表征,并对其催化氧化CO及乙酸乙酯活性进行了评价。结果表明,OL具有典型的层状锰氧化物结构,适量掺杂Cu对OL的结构和织构影响不大,但Cu的掺杂明显影响Cu_x/OL的还原性、氧移动性及催化剂表面Cu~(2+)/CuO、(Mn~(2+)+Mn~(3+))/Mn~(4+)和Oads/Olatt的比例。Cu_x/OL的催化性能与以上因素密切相关。在Cu_x/OL样品中,Cu_5/OL催化剂具有最佳的催化活性(CO催化氧化,T_(50)=70°C和T_(90)=100°C;乙酸乙酯催化氧化T50=160°C,T90=200°C)。同时,Cu_5/OL催化剂具有最佳的还原性能、氧移动性能和最多的Cu~(2+)、(Mn~(2+)+Mn~(3+))和表面吸附氧浓度。Cu_x/OL催化性能与铜锰之间相互作用、还原性和氧移动性能密切相关。     

以Ca-M-Al(M=Mg,La,Ce,Y)层状双氢氧化物为前驱体的固体碱用于 酯交换合成碳酸二甲酯

碳酸二甲酯(DMC)是一种环境友好型绿色化学品,可作为甲基化和羰基化试剂用于取代传统剧毒的硫酸二甲酯和光气.另外,DMC具有良好的溶解性能,可用于高级溶剂;DMC分子中具有高的氧含量,可用作汽油添加剂来提高汽油的辛烷值;DMC还可用作聚碳酸酯的原料.随着人们环保意识的不断增强,DMC的生产和应用呈现出巨大的吸引力和市场潜力.DMC合成方法主要有光气法、甲醇氧化羰化法、尿素醇解法及酯交换法等.酯交换法具有反应条件温和、产率高等优点,是目前工业制备DMC的主要方法.研究发现,相对于酸性催化剂,碱性催化剂更有利于酯交换法合成DMC.金属氧化物催化剂具有活性高、热稳定性高及可连续重复回收利用等优点,因而引起了广泛关注.CaO对于酯交换合成DMC反应具有良好的催化活性,但其稳定性差.因此,通常采用复合金属氧化物来促进CaO的分散,并增加金属间相互作用以防止CaO流失.研究发现,经煅烧后的Mg-Al,Ca-Al和Ca-Mg-Al催化剂对于酯交换反应具有高的活性和稳定性.此外,通过碱性稀土金属(La,Ce和Y)的引入可以修饰催化剂上的碱性位点,从而调变催化剂的碱性.本文合成了一系列以Ca-M-Al(M=Mg,La,Ce,Y)层状双氢氧化物为前驱体的固体碱催化剂,将其用于甲醇与碳酸丙烯酯酯交换合成DMC.通过X射线衍射、热重分析、红外光谱、X射线光电子能谱、电感耦合等离子体、CO2程序升温脱附和Hammett指示剂对催化剂进行了表征.研究发现,各催化剂的活性高低依次为:Ca-Y-Al相似文献   

铁氨基黏土-葡萄糖氧化酶纳米复合催化剂的构筑及多酶级联反应研究

以铁氨基黏土(FeAC)为载体, 通过共价交联固定葡萄糖氧化酶(GO_x), 构筑了铁氨基黏土-葡萄糖氧化酶纳米复合催化剂(FeAC-GO_x). 利用FeAC的过氧化物酶活性, 与GO_x结合进行级联反应, 可催化葡萄糖转化为过氧化氢并产生显色反应; 采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对FeAC-GO_x进行了形貌和结构表征, 并评价了其酶动力学参数、 催化稳定性和重复使用性等. 结果表明, GO_x的固定化率可达到76.4%, 所构筑的纳米结构酶复合体系具有高效的级联催化能力. 与天然酶体系相比, FeAC-GO_x具有更优异的温度和pH耐受性, 且在重复使用6次后, 酶催化活性无明显降低. 该体系不仅为新型葡萄糖传感器的开发奠定了基础, 还为多酶级联纳米结构酶的构筑提供了新思路.     

层状双金属氢氧化物(LDH)基光催化剂在太阳能燃料生产领域的研究进展

半导体光催化剂吸收太阳光分解水制氢或还原CO2,实现了太阳能燃料生产,不仅可获取清洁、可再生、高热值的太阳能燃料,还能有效减少CO2的排放.层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类基于水镁石结构的二维阴离子黏土矿物材料,具有独特的层状结构、主体层金属阳离子可调性、客体阴离子可交换、多维结构和可分层等优势,在CO2还原、光电催化水产氧及光解水制氢等领域研究广泛,有望成为新型半导体光催化材料.但单纯LDHs载流子迁移率低和电子空穴复合率高,在太阳辐射下的量子效率非常低.因此,研究人员采用缺陷控制、设计多维结构或偶联不同类型半导体构建异质结等方法,获得高能量转换效率的LDH基光催化剂.本文首先总结了传统光催化剂的优缺点及其能带分布,阐述了LDHs的六个主要方面特性,包括主体层板金属阳离子可调性、客体阴离子插层、热分解、记忆效应、多维结构特征及分层,进而提出LDH基光催化材料在增强反应物吸附活化、扩宽吸光范围、抑制光生载流子与空穴复合三个方面的改性策略.然后,分析了LDH光催化剂的光催化水解产氢反应机理,并从材料结构与性能的关联,概述LDH基复合光催化剂(金属硫化物LDH复合材料、金属氧化物LDH复合材料、石墨相氮化碳LDH复合材料)、三元LDH基光催化剂及混合金属氧化物光催化剂在水分解制氢领域的研究进展.最后,分析了LDH光催化还原CO2反应机理,归纳石墨相氮化碳复合LDH材料、MgAl-LDH基复合光催化剂、CuZn-LDH光催化剂及其它半导体系列LDH的结构特点和在还原CO2领域的研究进展.尽管LDH基光催化剂研究取得了一定的进展,但是对LDH的结构调控及其光催化机理仍需进一步探索,光催化活性位点、不同组分之间的协同作用和界面反应机理还有待进一步研究.未来LDH在光催化领域的应用可以微观尺度调控和宏观性能为导向设计,进一步研究不同组分的协同效应、界面反应及材料组成对物理化学性质的影响,不断完善LDH基光催化剂的理论系统和开发其应用潜能.