氧化石墨烯/麦饭石分离富集-火焰原子吸收法测定水中镉

通过浸渍法制备了新型纳米氧化石墨烯/麦饭石(GO/MFS)复合吸附材料,并用于镉的分离富集。以火焰原子吸收法为检测手段,研究了GO/MFS复合吸附材料对水中Cd(Ⅱ)的吸附性能。结果表明:当pH为9.0时,GO/MFS复合吸附材料用量为20mg,振荡10min,Cd(Ⅱ)可被吸附材料定量富集,最大吸附容量为111.1mg/g。吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich等温线模型,说明该吸附体系是一个单层覆盖与多层吸附相结合的模式。被吸附的Cd(Ⅱ)可用0.15mol/L HNO3定量洗脱。方法测定Cd(Ⅱ)的线性范围为0.04～2.0mg/L,检出限为9.6μg/L;对40μg/LCd(Ⅱ)测定的相对标准偏差(RSD)为2.5%(n=9)。该方法具有操作简单、分析时间短、线性范围宽等优点。用该法对自来水中Cd(Ⅱ)进行加标测定,回收率101%～103%。     

反应离子刻蚀和自组装分子膜构建硅基底疏水与超疏水表面

采用反应离子刻蚀技术在Si(100)表面加工微米级圆柱阵列, 采用自组装技术分别制备了3种硅烷自组装分子膜. 结果表明, 采用反应离子刻蚀构建出的4种微米级圆柱阵列结构规整, 其直径为5 μm, 高度为10 μm, 间距为15~45 μm. 沉积自组装分子膜后, 试样表面的水接触角显著增大, 其中沉积1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜接触角最大, 1H,1H,2H,2H-全氟辛烷基三氯硅烷(FOTS)次之, 三氯十八硅烷(OTS)最小. 测得的接触角大于150°时接近Cassie方程计算的接触角, 而小于150°时接近Wenzel方程计算的接触角. 改变圆柱阵列的间距和选择不同的自组装分子膜, 可以控制表面接触角的大小. 原子力显微镜(AFM)观测结果显示, 沉积自组装分子膜可以产生纳米级的团簇. 由微米级圆柱阵列和纳米级自组装分子膜构成的表面结构使Si试样表面接触角最大可达156.0°.     

氮气等离子体改性壳聚糖-聚丙烯腈复合纳滤膜

以氮气低温等离子体对壳聚糖-聚丙烯腈复合纳滤膜进行表面改性。用接触角、扫描电镜和扫描探针显微镜观察膜表面的亲水性和形貌特征,X射线光电子能谱分析膜表面化学组成,以γ-氨基丁酸为分离对象表征膜的纳滤性能。结果表明:经50W、20Pa的氮气等离子体作用2min,壳聚糖膜表面获得最大程度的亲水性改善,其接触角由102.0°下降至44.3°,平整度明显提升;膜表面C—C、C—O和酰胺基团均有减少,而胺基和羰基相应增加;在pH=6.15的水溶液中对w=1.0%的γ-氨基丁酸进行纳滤,液体的通量由原来的1.12L/(m2·h)提高至1.75L/(m2·h),且对氨基酸的截留率从28%提升至83%。     

微量Co修饰的碳载超细Pt纳米粒子的制备及其在燃料电池氧还原催化中的应用

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有清洁、高效等优点,是一种理想的汽车动力电源.然而,由于其阴极氧还原反应(ORR)速率缓慢,需要使用大量的Pt基催化剂,导致燃料电池成本居高不下,严重制约了PEMFC的商业化发展.将Pt与过渡金属Fe, Co, Ni等形成合金,对表面Pt原子的几何结构和电子结构进行调变,可以有效提高催化剂的活性,实现Pt用量和燃料电池成本的降低.但是目前合金催化剂多采用溶剂热、浸渍-高温退火等制备方法,使用有毒有害试剂和难清洗的表面活性剂,且过程复杂、能耗高,不利于大规模化生产.此外,合金中过渡金属占比高,在燃料电池工况下,大量过渡金属溶解,加速了膜的降解,导致实际PEMFC性能的降低.对此,我们探索了一种简便有效的方法制备高活性、高稳定性的碳载Pt-Co催化剂.在没有添加表面活性剂的情况下,采用硼氢化钠辅助乙二醇还原法合成了具有超小尺寸和均匀分布的Pt-Co纳米颗粒,后续酸刻蚀处理去除不稳定的Co原子,重组双金属纳米颗粒的表面结构形成富Pt壳层,进一步提高了催化剂的活性和稳定性.通过电感耦合等离子体、X射线粉末衍射、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、高角环形暗场-扫描透射-元素分布及光电子能谱等物理表征证实了微量Co改性的碳载超细铂合金纳米颗粒的组成和结构.进一步对催化剂进行旋转圆盘电极和单电池测试,结果表明, Pt_(36)Co/C具有明显高于商业化Pt/C的有效电化学活性面积和电池性能.此外,加速衰减测试和衰减前后的电镜图片表明, Pt_(36)Co/C催化剂的稳定性相较于Pt/C亦有所增强.分析Pt-Co/C催化性能提高的原因,主要归于以下三点:(1)催化剂纳米颗粒在载体上分布均匀,且具有超小的粒径尺寸,提供了大量的三相反应界面位点;(2)双金属配体和电子效应的协同作用,降低了氧化物质在催化表面的吸附能力,加速了ORR的电催化动力学;(3)酸蚀刻导致的不稳定Co的溶解及催化剂表面结构的重排,形成了富Pt壳层结构,有利于提高催化剂的稳定性.这种简单有效的合金制备方法可以在电催化领域推广使用.     

二维共价三嗪框架膜的制备及其分子分离性能

二维共价三嗪框架材料(2D-CTF)可作为一类理想的二维分离膜基元体。本文利用微界面法制备了具有寡层结构的2D-CTF-1纳米材料,并以其为基元体构筑超薄层状2D-CTF-1分离膜。采用傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、原子力显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对2D-CTF-1纳米材料及其组装成的分离膜进行结构与形貌表征,并测试2D-CTF-1分离膜在不同压力下的纯水通量以及对染料小分子的分离性能。结果表明:2D-CTF-1分离膜的纯水通量可达153.7 L/(m2·h)(25℃,0.1 MPa),二维面内结构孔为主要的水分子传输通道,对染料小分子刚果红的渗透通量为132.5 L/(m2·h)(25℃,0.1 MPa),截留率为98.3%。2D-CTF-1分离膜在长时间连续运行后仍能维持较高通量和96%以上的截留率,是一类极具潜力的新型二维分离膜材料。     

基于石墨烯修饰的分子印迹膜丝网印刷电极快速测定烟草中苯霜灵农药残留

建立了一种基于石墨烯修饰的分子印迹膜丝网印刷电极快速检测烟草样品中苯霜灵的电化学分析法。利用石墨烯的信号放大作用,结合分子印迹技术,以丙烯酰胺为功能单体,苯霜灵(Ben)为模板分子,在石墨烯修饰的丝网印刷电极表面,通过紫外引发聚合形成能识别苯霜灵分子的印迹敏感膜,采用循环伏安法、差分脉冲伏安法研究了印迹膜的结构、性能和分子印迹效应。该传感器对Ben的检测浓度范围为7.0×10~(–9)～6.8×10~(–4) mol/L,Ben的检出限为2.1×10~(–9) mol/L,测定结果的相对标准偏差不大于3.21%(n=5),加标回收率为101.7%～110.4%。该方法可用于烟草中苯霜灵的测定。     

甲苯、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩的化学分离方法研究

报道了一种分离甲苯、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩的方法。通过氯化反应将沸点非常接近的甲苯、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩转化为沸点相差较大的甲苯(111℃)、2-氯-5-甲基噻吩(155℃)和2,5-二氯-3-甲基噻吩(185℃),通过对比实验获得氯代反应的最佳条件为:2-甲基噻吩和3-甲基噻吩与磺酰氯的投料比1∶1. 75,反应温度65℃,反应时间2 h。通过精馏将三者分离并提纯,得到甲苯、高附加值的2-氯-5-甲基噻吩和2,5-二氯-3-甲基噻吩产品;通过催化还原反应将2-氯-5-甲基噻吩和2,5-二氯-3-甲基噻吩分别还原为2-甲基噻吩和3-甲基噻吩,达到完全分离、提纯的目的。     

低共熔溶剂：一种应用在混合物分离过程中的绿色溶剂

低共熔溶剂(DESs)因具有合成容易、价格低廉、环境友好、挥发性低、溶解能力强、可生物降解、结构可设计等特点,被认为是一种绿色溶剂。近年来,研究者通过深入研究低共熔溶剂的性质,结合低共熔溶剂的特点,将其替代传统的有机溶剂,在混合物分离过程中开展了大量的研究工作,包括：酸性气体(如CO₂、CO₂和H₂S)吸收、生物活性物质萃取、燃料油品中含硫和含氮化合物的脱除、油酚混合物分离、芳烃和脂肪烃混合物的分离、醇水混合物分离、生物柴油合成过程中甘油的脱除等。本文分析了低共熔溶剂的结构、性质和特点,综述了低共熔溶剂在分离领域的最新研究成果,探讨了低共熔溶剂在混合物分离应用中存在的问题,展望了低共熔溶剂的发展趋势。     

消除夹带溶胀的新液膜操作法

消除夹带溶胀的新液膜操作法曹汉瑾，褚莹，何彦涛，吴子生，严忠（东北师范大学化学系长春１３００２４）关键词液膜，油／水乳液，溶胀，夹带，包裹消除液膜操作中的夹带溶胀对液膜的工业化具有重要意义，夹带溶胀分为包裹溶胀和再液化溶胀。前者是乳状液滴上浮时将水相...     

单臂冠醚液晶LB膜的相变研究

研究了两种单臂冠醚液晶及配合物(1, 2及1.Eu^3^+)的LB膜的成膜特性,实验发出它们均可在气-液界面形成单分子膜, 但不易转移, 化合物1在压膜过程中出现一维相变。用CPK模型对成膜分子构型和面积进行估算, 其结果与实验相一致, 并讨论了冠醚液晶结构对LB膜相变的影响。