功能化介孔材料的重金属吸附试验

用2种不同助剂和4种不同含氮官能团的有机硅烷修饰剂,成功合成了8种功能化介孔硅材料,并对其进行重金属吸附试验.在重金属吸附性能研究中,采用吸附动力学研究吸附时间对吸附性能的影响,分别对一级和二级吸附速率方程进行拟合,最后确定了该介孔材料的吸附符合一级吸附速率方程.并利用吸附热力学的原理研究了吸附温度对吸附性能的影响.     

尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO_2及其CO_2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO_2材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m~2·g~(-1))并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO_2材料对于CO_2的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO_2材料的CO_2吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO_2,氮掺杂的介孔CeO_2具有更好的CO_2吸附性能和循环吸附脱附性能.     

矿物材料在有机废水处理中的应用

天然或改性矿物材料对有机污染物具有良好吸附作用,将其用于有机废水的处理是目前污水处理研究的热点.本文对其在有机废水处理中的应用现状进行了综述,并对其应用前景进行展望.     

毫米级介孔炭球的合成及应用研究进展

常见的介孔炭材料多为纳米级且存在传质效率低等缺点,从而限制了其在许多领域中的应用。介绍了国内外关于介孔炭材料合成技术,以及利用硬模板法和软模板法合成具有高比表面积、独特空间构型、物理化学性能稳定的毫米级介孔炭球(MCSs)的研究状况,也阐述了MCSs在生物医学、气体吸附和催化领域的应用现状,展望了MCSs在表面改性及放射性核素分离与富集领域的应用前景。     

具有强酸性锆掺杂有序介孔硅材料的合成

通过三嵌段的共聚物做模板制备了一系列具有不同锆含量、强酸性的介孔硅材料,获得的样品通过x射线衍射分析、透射电镜分析、氮气吸附脱附、紫外可见光谱、热重分析等技术进行了表征.研究结果发现,当样品中硅和锆的物质的量比大于4时,锆物种能被完全引入到有序介孔硅结构的骨架中;然而,当样品中硅和锆的物质的量比小于4时,会出现一个由无定形硫化氧化锆组成的分离相.另外,透射电镜照片揭示了这些材料有着有序的介孔结构,氮气吸附-脱附等温线给出了属于介孔材料的IV型吸附-脱附等温线及较窄的介孔分布,异丙苯和1,3,5-三异丙基苯的裂化反应出示了它们有着非常好的催化活性,尤其适合涉及大分子的催化裂化反应.     

石墨烯改性有机膨润土吸附性能及其动力学

为提高有机膨润土的吸附性能,采用微波合成法,以石墨烯对有机膨润土进行改性,制备一种吸附效果好且回收效率高的新型石墨烯改性有机膨润土复合材料,研究其结构和吸附性能,探讨新吸附材料的作用机理。通过扫描电镜、红外光谱和X射线衍射对有机膨润土及石墨烯改性有机膨润土进行表征,并将其用于水中腐殖酸的吸附。结果表明:石墨烯与有机膨润土均匀复合,有机膨润土的层间距由1.37 nm增大至2.68 nm;当温度为25℃、p H值为6、吸附剂的用量为5 g·L-1及吸附时间为1 h时,溶液中腐殖酸的去除率达到95.52%;石墨烯改性有机膨润土对腐殖酸的吸附等温线符合Langmuir模型和准二级动力学模型,最大理论吸附量为52.08 mg·g-1,且为放热反应。利用0.1 mol·L-1Na OH溶液对石墨烯改性有机膨润土进行解吸再生,5次再生后其对腐殖酸的去除率为86.3%。      

磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料的合成及其在染料吸附中的应用

以介孔SBA-15为模板,金属硝酸盐作为磁性FeNi合金纳米颗粒前驱物,采用纳米铸造法合成出一系列磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附仪(BET)、电感耦合等离子体质谱仪、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和热重分析仪(TG)等对合成物进行表征.结果发现,试验得到的纳米复合材料具有一致的介孔结构,高含量的磁性FeNi合金纳米晶体(尺寸大约是3~6 nm)均匀分散在石墨介孔碳模型的壁上,此介孔材料具有高的比表面积(360.3~431.9 m2·g~(-1)),大孔体积(0.558~0.718 cm3·g~(-1))和高饱和磁化强度(18.2~42.1 emu·g~(-1)).基于以上特性,研究了材料对于水中染料的吸附性能.结果发现,当染料浓度为50 mg·L~(-1)时,材料对其去除率接近100%,同时在外加磁场存在时,悬浮液可以很好地实现固液分离.因此,磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料在去除废水中的染料方面可以作为高效和可循环使用的吸附剂.     

SBA-15与Eu/Tb配合物杂化材料的原位制备与发光性能

利用硅烷偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷对SBA-15表面氨基改性,再与苯偏三酸酐反应,制备羧基改性的SBA-15。利用红外光谱、XRD和氮气脱附-吸附表征其结构,结果表明羧基成功嫁接在介孔SBA-15的孔道中。将Eu~(3+)和Tb~(3+)与羧基改性的SBA-15原位配位,制备杂化发光材料,并表征其荧光性能。荧光光谱分析结果表明,所得的杂化材料,均呈现Eu~(3+)或Tb~(3+)的特征发射,组装体的激发光谱发生了蓝移;相比纯配合物,杂化材料的发光色纯度得到提高。     

酸改性粉煤灰在废水处理中的应用研究进展

粉煤灰具有比表面积大、多孔性蜂窝状组织形貌、活性氧化物成分等独特的理化性能,通过简单改性即可大幅提升其吸附性能,因此在废水处理方面具有很大的应用价值。文章概述了粉煤灰的理化性能,酸改性粉煤灰吸附机理,以及酸改性粉煤灰在废水处理中的应用,并提出了需进一步研究的课题。     

介孔SBA-15/SiO2气凝胶硅-硅复合材料的制备和性能

以有序介孔二氧化硅颗粒SBA-15为添加剂,利用酸碱两步法制备SBA-15/SiO₂气凝胶硅-硅复合材料.研究SBA-15添加量对气凝胶复合材料的形成过程和性能的影响,采用扫描电镜和氮气吸附-脱附对样品的结构进行表征,并测试其力学性能和热导率.结果表明:少量有序介孔二氧化硅材料SBA-15的加入能大大缩短二氧化硅气凝胶形成时间,提高气凝胶复合材料的力学性能,并保持较低的热导率,而材料的比表面积仅略有下降.