改性膨润土混凝剂处理阳离子染料染色废水的研究

介绍了自制的复合改性膨润土对阳离子染料染色废水的吸附絮凝特性,考察了ｐＨ值、反应温度、反应时间、复合改性膨润土用量、助剂、无机盐等因素的影响。结果表明,复合改性性膨润土对阳离子染料染色废水具有优异的吸附性能,以聚丙烯酰胺作助凝剂可使脱色率达９９．９％,ＣＯＤ去除率达９３％,污泥沉降比仅为１～２％,并且具有沉降快、适应性强、操作简单、费用低廉等优点。     

新型溶胶-凝胶离子液体固相微萃取探头的研制

以1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸(HEMIM[BF4])和1-羟乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺(HEMIM-[N(SO2CF3)2])离子液体为涂层材料,采用溶胶-凝胶方法制备了两种新型的离子液体-羟基硅油(OH-TSO)复合涂层固相微萃取探头,并对溶胶-凝胶反应机理和涂层性能进行了考察.由于阴离子结构不同,两种离子液体-OH-TSO复合涂层的性能也存在一定差异.首先,从表面形貌来看,HEMIM[BF4]-OH-TSO涂层表面孔洞排列更整齐,孔径更小,且大小均一.从热重分析结果来看,HEMIM[N(SO2CF3)2]-OH-TSO涂层具有更高的热稳定性,最高使用温度可以达到360℃.从萃取性能来看,HEMIM[BF4]-OH-TSO涂层对大多数酚类环境雌激素和芳胺的萃取效果明显高于HEMIM[N-(SO2CF3)2]-OH-TSO和未加离子液体的OH-TSO涂层.除此之外,它们还具有较强的抗溶剂冲洗能力,pH应用范围广,重现性好.以HEMIM[N(SO2CF3)2]-OH-TSO涂层为萃取头,采用固相微萃取-气相色谱法测定了实际水体中的芳胺.结果表明,该方法检测限低(6.3～201.3ng/L),线性范围宽(3～4个数量级),重现性好(RSD7%),准确度高(回收率87.4%～111.5%).     

水热法制备锂电池正极材料o-LiMnO2及其碳纳米管改性

MnCl₂、LiOH、EDTA和NaClO混合溶液一步水热反应合成锂离子电池正极材料正交LiMnO₂(o-LiMnO₂),进一步在反应体系中添加碳纳米管(CNTs)制备碳纳米管改性的o-LiMnO₂(o-LiMnO₂/CNTs复合材料)。采用X-射线衍射和扫描/透射电镜表征产物的晶体结构、微观形貌,循环伏安法和恒流充放电测试得活性材料电化学性能。结果表明,体系中n_Li:n_Mn控制为8:1,在180℃反应24h得到目标产物;反应体系中添加CNTs形成复合材料可降低o-LiMnO₂颗粒粒径、提高导电率。o-LiMnO₂首次放电容量为76.0mAh·g^-1,100周后容量保持为124.1mAh·g^-1;o-LiMnO₂/CNTs复合材料首次及100周放电容量(基于o-LiMnO₂/CNTs的质量)分别高达94.1和159.8mAh·g^-1。     

Cu2+离子掺杂钙锰矿的合成及电化学性质研究

采用不同方法制备出单一或掺杂Cu2+离子的钙锰矿, 分析了其隧道或者骨架结构中掺杂Cu2+离子的合成条件, 并应用粉末微电极考察了其电化学活性和稳定性. 单一或骨架中掺杂Cu2+离子的钙锰矿可在常压回流条件下制备; 隧道中掺杂Cu2+离子的钙锰矿须经高温高压热液反应合成, 且反应温度是影响产物纯度的主导因素. 钙锰矿在高pH值溶液中电化学稳定性较好; 骨架中掺杂Cu2+离子可提高钙锰矿的电化学活性和稳定性, 而隧道中掺杂Cu2+离子的钙锰矿电化学活性较低; 结合循环伏安法进一步证明了后者掺杂的Cu2+离子主要位于钙锰矿的隧道中.     

不同锰氧化度水钠锰矿的XPS研究

为了了解水钠锰矿八面体空位的具体分布状况以及表面化学性质,采用X线光电子能谱技术(XPS)对不同锰氧化度水钠锰矿表面Mn与O元素的化学状态进行研究;探讨水钠锰矿结构中空位的分布状况,并建立结构模型。研究结果表明:在高真空测试环境下,在不同锰氧化度水钠锰矿结构中,Mn存在饱和配位和不饱和配位2种化学状态,其含量(摩尔数分数,下同)分别为83.79%~91.69%和8.31%~17.21%;对于锰氧化度较高的水钠锰矿,不饱和配位Mn的含量较小;O以晶格氧、羟基氧和水分子中氧3种化学状态存在,其含量分别为50.44%~65.05%,24.90%~39.27%和8.07%~12.63%;对于锰氧化度较高的水钠锰矿,结构中羟基氧的含量较大;当水钠锰矿沿(110)方向上含Mn3+的MnO6八面体链中Mn3+含量增大时,结构中空位含量相应减少。     

盐酸处理制备高结晶氮化碳及其增强光催化产氢活性（英文）

由于氢气燃烧具有高能量和零污染的优点,氢能一直被认为是解决环境污染和全球能源危机问题的新能源.而光催化剂可以将太阳能转化为氢能,是目前制氢最理想的方式.近年来,研究者们的目光已经转向非金属光催化剂,其中氮化碳光催化剂因其化学稳定性好、成本低和无毒性而备受关注.但是传统的利用含氮前驱体通过热聚合得到的氮化碳呈无定形或半结晶结构,导致其光催化活性很差.而熔盐法制备的结晶氮化碳(CCN)则具有优异的光催化产氢性能.但是,熔盐法得到的CCN依然没达到理想的结晶度.在本文中,我们用盐酸(HCl)洗涤处理熔盐法制备的产物,进一步提高了CCN的结晶度.结果表明,随着盐酸水溶液浓度的增加,制备样品的结晶度增大,在盐酸浓度为0.1 mol/L时,样品结晶度达到最大值.这是因为盐酸水溶液可以去除CCN末端氨基中的一些钾离子,导致聚合位点被释放,所以进一步提高了样品的结晶度.而当盐酸浓度进一步提高到0.2 mol/L时,氮化碳结构因为过高的盐酸浓度被破坏,导致结晶度反而下降.以0.1 mol/L盐酸水溶液处理得到的0.1HCCN样品具有良好的光催化产氢性能,在以三乙醇胺为牺牲剂时,其光催化产氢速率达到683.54μmol h^-1 g^-1,在420 nm处的量子效率为6.6%,光催化产氢速率分别是CCN和块状氮化碳的2倍和10倍.光催化活性的提高主要有两个原因:样品结晶度的提高和钾离子嵌入xHCCN样品的中间层.其中,样品结晶度的提高可以减少样品中的表面缺陷以及破坏结构中的氢键,从而增加了光生载流子的迁移,减少了电子空穴对的复合位点,这都非常有利于光催化反应的进行.而插入到xHCCN中间层的钾也促进了光生电子的转移.这是因为桥连的氮原子(N1)并不会被激发产生光生电子,因此抑制了光生电子在七嗪单元之间的迁移,而插入到xHCCN中间层的K可以增加电子的离域性,延长π共轭体系,从而促进光生电子的转移,进一步提高光催化产氢活性.本研究为熔盐法的进一步发展提供了新的思路.     

As(V)浓度和环境因子对硫酸盐绿锈转化的影响及其机制

绿锈与As（V）可共存于土壤、沉积物和地下水等缺氧环境,但As（V）如何影响绿锈转化过程和机制了解甚少.本工作通过溶液化学和光谱学方法,系统研究了As（V）浓度、pH、温度和空气流速对硫酸盐绿锈（GR）转化的影响.GR转化过程中通过吸附和共沉淀作用对As（V）有极强的去除能力,同时As（V）增强了GR的稳定性,显著影响转化产物的结晶度、矿物类型和生成机制.随As（V）浓度增加,GR氧化转化由溶解-氧化-沉淀机制向固态氧化机制过渡,产物由针铁矿和纤铁矿混合相向纯纤铁矿向纤铁矿、水铁矿和高铁绿锈混合相转变;高As（V）浓度时形成无定形FeAsO₄表面沉淀.Fe/As=24时,pH 6.5~9、温度（5~45℃）和空气流速（0~0.05 m³/h）条件下纤铁矿均为主要产物,随pH和空气流速增加或温度减小纤铁矿结晶度逐渐减弱;高pH或高空气流速或低温有利于高铁绿锈和水铁矿形成,高温有利于针铁矿形成.上述结果对深入理解环境中各种铁氧化物的形成转化机制和As（V）的环境行为有重要意义.     

水热法制备锂电池正极材料o-LiMnO_2及其碳纳米管改性

Mn Cl2、Li OH、EDTA和Na Cl O混合溶液一步水热反应合成锂离子电池正极材料正交LiMnO2(o-LiMnO2),进一步在反应体系中添加碳纳米管(CNTs)制备碳纳米管改性的o-LiMnO2(o-LiMnO2/CNTs复合材料)。采用X-射线衍射和扫描/透射电镜表征产物的晶体结构、微观形貌,循环伏安法和恒流充放电测试得活性材料电化学性能。结果表明,体系中nLi∶nMn控制为8∶1,在180℃反应24 h得到目标产物;反应体系中添加CNTs形成复合材料可降低o-LiMnO2颗粒粒径、提高导电率。o-LiMnO2首次放电容量为76.0 m Ah·g-1,100周后容量保持为124.1 m Ah·g-1;o-LiMnO2/CNTs复合材料首次及100周放电容量(基于o-LiMnO2/CNTs的质量)分别高达94.1和159.8 m Ah·g-1。