贯通有序大孔SnO2气敏材料的制备及气敏性能

以聚苯乙烯（PS）微球为模板,氧化锡（SnO₂）纳米晶为骨架,采用颗粒模板法成功制备了贯通有序大孔SnO₂气敏材料。改变PS微球的粒径,可以调节大孔SnO₂气敏材料的大孔孔径,本文以平均粒径约284nm和356nm的PS微球制备了大孔孔径分别约为200nm和260nm的贯通有序大孔SnO₂气敏材料。对制备的样品进行了热重、X射线衍射、扫描电子显微镜和氮气吸附脱附分析。结果表明：大孔排列高度有序,孔道贯通,孔壁由SnO₂纳米晶构成。制备的大孔SnO₂气敏材料不仅具备大孔-介孔-微孔结构,而且具有大的比表面积,具备优异的气敏性能。气敏测试结果表明孔径为200nm和260nm的贯通有序大孔SnO₂在280℃的工作温度下对300mL/L的乙醇气体的灵敏度为145、245,分别是无大孔SnO₂纳米晶的2.2倍、3.7倍。     

ZnO负载SnO2复合材料的制备及其气敏性能

以五水四氯化锡（SnCl₄·5H₂O）和乙酸锌[Zn （AC）₂·2H₂O]为原料,氢氧化钠（NaOH）为沉淀剂,采用简单的水热法,使二氧化锡（SnO₂）纳米颗粒锚定在蚕蛹状氧化锌（ZnO）表面,一步成功合成了二氧化锡/氧化锌（SnO₂/ZnO）复合材料。采用X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和氮气吸附脱附仪（BET）对材料的结构和形貌进行了表征,研究并讨论了温度、乙醇浓度等因素对SnO₂、ZnO及SnO₂/ZnO复合材料气敏性能的影响。结果表明,所得样品为SnO₂纳米颗粒与蚕蛹状ZnO的复合物,SnO₂纳米颗粒较均匀地负载在ZnO表面。SnO₂/ZnO复合材料气敏元件在最佳工作温度为240℃时,对200μL/L乙醇的灵敏度达到39.68,与SnO₂（24.53）及ZnO （17.8）相比,气敏性能得到了很大的提高。     

Zn掺杂In2O3分级微球的制备及正丁醇气敏性能研究

采用水热法制备了Zn掺杂In₂O₃分级微球，并进一步制备了相应的气敏传感器，研究了Zn掺杂浓度对In₂O₃分级微球的表面形貌、晶体结构和气敏性能的影响。随着Zn掺杂浓度的增加，In₂O₃分级微球的形貌发生变化，晶粒尺寸也随之减小。当参与反应的Zn/In物质的量比为3%时，掺杂In₂O₃分级微球具有最佳的正丁醇气敏性能。在120℃的最佳工作温度下，对20×10^-6正丁醇的灵敏度达到169,且具有良好的重复性和选择性，进一步讨论了Zn掺杂对In₂O₃分级微球气敏性能的影响机制。     

双重Pickering乳液法制备聚丙烯酰胺多孔微球及应用

采用亲水性气相二氧化硅N20和疏水性气相二氧化硅H30复配表面活性剂制备O/W/O型双重乳液,以此为模板,聚合中间相,挥发内相制备聚丙烯酰胺（PAM）多孔微球,并用于染料分子亚甲基蓝的吸附。结果表明：乳液显微镜照片显示水油比对双重乳液的形成有很大的影响,当水油比(O₁/W)/O₂为(1/2)/2时,可得到稳定的双重乳液;扫描电镜（SEM）照片显示PAM多孔微球基本呈球形,但粒径不均匀,球体表面粗糙,内部为空心结构;激光粒度仪（DLS）结果表明PAM微球平均粒径为356nm,多分散系数（PDI）为0.718,比表面积为230m²/g,粒径分布宽;在吸附温度35℃、吸附时间5min时对亚甲基蓝的吸附率为98.89%,最大吸附率超过99%,在吸附速率和吸附率上均优于传统PAM吸附剂,本研究为染料废水的处理提供了新方法。     

松香基磁性微球的结构表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以马来松香乙二醇丙烯酸酯和甲基丙烯酸为单体,Fe₃O₄为磁源,通过悬浮聚合和酰胺化反应制备出松香基磁性微球。利用热重分析仪、红外光谱、比表面积与孔隙度分析仪、扫描电镜及磁天平对磁性微球进行表征,并通过静态吸附法研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果显示：松香基磁性微球既具有顺磁性(磁化率为9.123×10^-4 cm³/g),又具有功能基团(氨基),比表面积、孔体积和平均孔径分别为29.73 m²/g、0.396 cm³/g和18.023 nm,表面和内部均有大量孔洞。当磁性微球粒径为72~108 μm时,在50 mL质量浓度为0.5 g/L Cr(Ⅵ)溶液中,调节pH值为2,吸附剂用量为0.8 g,25 ℃下振荡吸附,吸附平衡时间为4 h时,平衡吸附量为67.5 mg/g。动力学方程拟合结果显示吸附速率符合准一级动力学方程,吸附过程受液膜扩散和颗粒内部扩散共同影响。磁性微球循环使用5次,去除率仍达第一次吸附的85%以上,具有很好的循环使用性能。     

海藻酸钠/二氧化硅杂化微球结构与吸附性能

利用海藻酸钠（SA）和正硅酸四乙酯（TEOS）为原料,并利用醇解TEOS提供二氧化硅（SiO₂）源与SA分子结构上的羟基（-OH）进行反应,制备一系列不同组分的杂化微球。采用旋转流变仪（DHR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-射线光谱（XRD）、热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）和氮气吸附-脱附方法（BET）对杂化溶液的流变性能以及杂化微球的化学结构、结晶能力、热分解能力、微球形貌、比表面积和孔径进行分析,并研究了其对亚甲基蓝（MB）和重金属铜（Cu²⁺）的吸附能力。结果表明：SA/SiO₂杂化溶液体系黏度下降,在初始剪切速率25s^-1时杂化溶液黏度比SA黏度低了2.2Pa·s;FTIR图说明SA中羟基与TEOS中的硅氧键反应生成硅氧碳键,TEOS与SA发生化学反应;杂化微球结晶曲线中CA结晶特征峰强度降低,同时出现SiO₂的结晶特征峰;杂化微球分解温度由250℃提升到310℃,热分解温度提高;BET测试得到海藻酸钙（CA）比表面积为7.254m²/g,孔径为19.65nm,CA/SiO₂杂化微球的比表面积为49.151m²/g,孔径为21.75nm,杂化微球比表面积提高,孔径类型为介孔;当MB初始浓度为100mg/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到87.09%;当Cu²⁺初始浓度为2.5g/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到86.8%。     

多孔淀粉基炭微球的制备及其在双电层电容器中的应用

通过简单的无机盐磷酸氢二铵催化稳定化、炭化及不同碱炭比KOH活化制备了高比表面积的多孔淀粉基炭微球材料。采用电子扫描显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）及N₂吸脱附测试对实验所制得的炭微球样品的形貌及孔结构进行了分析。结果表明：不同KOH碱炭比制备的多孔淀粉基炭微球材料具有较大的比表面积（﹥2 300 m²/g）,且均含有大量的大孔和微孔,在6 mol/L的 KOH电解液对称的双电层电容器中多孔淀粉炭材料表现出优异的电化学性能,在100 A/g的大电流密度下,炭微球电极材料具有最大的质量比电容高达248 F/g。     

MoS2中空微球的无模板水热法制备及压电催化性能

设计能够有效利用多种能源的新型压电催化剂，有助于解决当前环境修复和能源需求增加的挑战。以Mo O₃、KSCN及NaF为起始原料，采用一步无模板水热法成功制备一种具有高表面活性和优异压电特性的Mo S₂中空微球，分别探讨了水热温度、水热时间及NaF添加量对制备MoS₂中空微球的影响。结果表明：当水热温度为220℃、水热时间为16 h、NaF添加量为12 mmol时，制备的样品是粒径为0.5～1.0μm的1T相Mo S₂中空微球。N₂吸附?脱附实验表明，Mo S₂微球的比表面积为57.67 m²/g，孔径主要分布在2～6 nm之间，平均孔径为4.25 nm。揭示了Mo S₂中空微球形成机理，并探讨了其压电催化降解动力学规律。通过压电催化降解模拟污染物评价了Mo S₂中空微球的催化性能。在超声振动下，60 s对亚甲基蓝和罗丹明B的降解率分别为89.3%和98.9%。应用于水体抗生素的降解，120 ...     

改性果胶-Fe3O4磁性微球制备及对Pb 2+吸附性能

合成了一种琥珀酸酐改性果胶-四氧化三铁（Fe₃O₄）磁性微球吸附剂,分别采用扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）等手段对样品进行了表征,并研究了其吸附铅离子（Pb ²⁺）的性能。研究结果表明：成功制备了琥珀酸酐改性果胶-Fe₃O₄磁性微球,改性果胶包覆四氧化三铁几乎没有改变Fe₃O₄的尖晶石结构,其表面疏松多孔;改性果胶-Fe₃O₄磁性微球对铅离子的吸附符合准二级动力学方程、Langmuir等温吸附方程,吸附过程主要为化学吸附。最佳吸附条件：吸附时间为600 min,吸附温度为40 ℃,溶液pH为5,吸附剂添加量为20 mg,溶液中Pb ²⁺质量浓度为800 mg/L。改性果胶-Fe₃O₄磁性微球吸附剂用于脱除毛蚶子、扇贝酶解液中的Pb ²⁺,Pb ²⁺去除率分别为76.47%和80.34%,效果良好。     

利用煤焦油中酚类物质St?ber法制备碳纳米球用于CO2吸附

煤焦油的排放和直接利用会造成严重的环境污染，开发高附加值材料的绿色合成方法及应用是煤焦油利用的关键。本文采用St?ber法以间苯二酚和中低温煤焦油为碳源与甲醛聚合制备了多孔碳纳米球CO₂吸附剂，通过扫描电子显微镜、N₂吸附-脱附测试、傅里叶变换红外吸收光谱、X射线衍射等手段对样品进行测试和分析。考察了预聚温度、水热温度和煤焦油添加量对碳纳米球的孔结构和CO₂吸附性能的影响。预聚温度为60℃、水热温度为200℃时，产物具有最优异的比表面积和CO₂吸附性能。C₁-R₁-RT-200吸附剂的比表面积达到787m²/g,CO₂最大吸附量为4.64mmol/g。当煤焦油占总投料质量的50%～76%时，产物的CO₂吸附性能较好，优于纯的间苯二酚模型化合物。所制备的多孔碳纳米球的CO₂吸附等温线可以很好地吻合Langmuir等温线模型，说明多孔碳纳米球对CO₂的...     

磁性Fe3O4@SiO2@介孔SiO2空心微球的制备及漆酶固定化

磁性介孔二氧化硅复合材料作为酶固定化载体具有优异的酶固定化性能和良好的磁分离性能,受到国内外学术界广泛关注。本文在自制的β-FeOOH空心微球表面上包覆致密的SiO₂保护层,在酸性条件下以P123为模板剂,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为辅助导向剂成功制备出了磁性β-FeOOH@SiO₂@介孔SiO₂空心复合微球,最后在还原气氛下煅烧得到Fe₃O₄@SiO₂@介孔SiO₂空心微球。结果表明,所制备的Fe₃O₄@SiO₂@介孔SiO₂微球空心结构未坍塌,具有规整的球形结构,介孔SiO₂壳层（平均厚度约为11nm）均匀地包覆在β-FeOOH@SiO₂中空微球表面。伴随着CTAB量的增加,微球的最可几孔径由4.30nm减小到3.19nm,比表面积从376m²/g升高到640m²/g,孔容从0.36cm³/g升高到0.56cm³/g。复合微球的饱和磁化强度为11.3emu/g,矫顽力为111.5Oe,外加磁场作用下可以实现样品的快速分离,且样品的再分散性良好。当介孔孔径为4.30nm时,Fe₃O₄@SiO₂@介孔SiO₂空心复合微球漆酶固定量高达234mg/g。固定化漆酶在不同pH、温度下的活性显著优于游离酶。     

Influence of the surface area of the support on the activity of gold catalysts for CO oxidation

In the preparation of 1% Au/TiO₂ catalysts supported on either Degussa P-25 or anatase (90 m² g⁻¹) by deposition–precipitation, the gold content passes through a maximum at about the isoelectric point (pH 6), but maximum specific rates occur at pH 8–9 because the Au particle size becomes smaller as the pH is further increased. The gold uptake increases with the surface area of the support (anatase, rutile, P-25) and is complete above 200 m² g⁻¹; adsorption of the gold precursor at pH 9 is shown to be equilibrium-limited. Highest activities are found with supports of 50 m² g⁻¹. Catalysts made with high-area anatase (240 or 305 m² g⁻¹) are least active but show least deactivation.With Au/SnO₂ catalysts, gold uptake does not depend on the area of the support, and is highest at pH 7–8; very active catalysts (T₅₀ = 230–238 K) are obtained using SnO₂ of 47 m² g⁻¹. Storing a catalyst at 258 K for 1 week dramatically improves its stability. Results for Au/CeO₂ and Au/ZrO₂ catalysts confirm that moderate support areas give the most active catalysts, and suggest that surface area is often more important than chemical composition.     

花状与颗粒状NiMn2O4纳米材料的制备及其超级电容性能

分别以尿素和氨水为沉淀剂，采用热溶剂法制备了多孔的花状NiMn₂O₄和颗粒状NiMn₂O₄纳米电极材料，采用 X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和N₂ 吸附-脱附等手段对NiMn₂O₄材料的物相、形貌结构和孔径分布进行了表征，并通过循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等方法测试了所制备材料的电化学性能。研究了沉淀剂对NiMn₂O₄材料形貌、微观结构及电化学性能的影响。结果表明：以尿素为沉淀剂的NiMn₂O₄是由纳米片组成的花状结构，纳米片厚度为50～60nm，比表面积为104m²/g。在 1A/g 电流密度下比电容为1614F/g，在5A/g电流密度下，尿素为沉淀剂的花状NiMn₂O₄材料经1000次恒电流充放电后其比电容可达初始值的89%。以氨水为沉淀剂的多孔NiMn₂O₄为直径约30nm的纳米颗粒结构，颗粒间团聚严重，比表面积为91m²/g。在1A/g电流密度下比电容为1147F/g，在5A/g电流密度下，氨水为沉淀剂的颗粒状NiMn₂O₄材料经1000次恒电流充放电后其比电容可达初始值的80%。尿素为沉淀剂的花状NiMn₂O₄具有优越的超级电容性能。     

MnO2纳米空心球的制备及其电化学性能

采用水热法通过添加Ce离子制备了MnO₂纳米空心球电极材料。Ce离子对MnO₂的形貌和结晶程度有很大的影响,添加Ce离子后生成由纳米棒组成的中空球,中空球比表面积(BET)达到315.2 m²·g^-1。MnO₂电极电化学测试结果表明:当铈锰摩尔比为0.2时电极材料具有较好的电化学性能,其比电容达到178.6 F·g^-1,与未加Ce离子相比其比电容提高了2.6倍,而且经过1000次循环稳定性测试后比电容仍保留了90.5%。这些结果表明添加Ce离子有利于形成中空结构,并提高了MnO₂电极的比电容。     

粉煤灰基地质聚合物微球吸附水中铜（Ⅱ）的研究

以粉煤灰为原料,以氢氧化钾溶液为碱激发剂,将二者按照优化配比（氧化钾与氧化铝物质的量比为1.5、水与氧化钠物质的量比为18）混合均匀后,采用悬浮固化法制备粉煤灰基地质聚合物微球,将微球用于吸附含铜废水中的铜（Ⅱ）。通过X射线衍射（XRD）仪、比表面积与孔径分析仪、BT-99型水质分析仪对微球进行了表征,探究了吸附时间、微球用量、吸附温度、铜（Ⅱ）溶液pH、铜（Ⅱ）溶液质量浓度等因素对微球吸附铜（Ⅱ）的影响。结果表明,粉煤灰基地质聚合物微球较粉煤灰原料具有更大的孔径和比表面积,具有更好的对铜（Ⅱ）的吸附效果,在最优条件下[微球用量为0.20 g、溶液pH为5、铜（Ⅱ）初始质量浓度为100 mg/L、溶液体积为100 mL、吸附温度为40 ℃、吸附时间为24 h]微球对铜（Ⅱ）的吸附量为45.62 mg/g、去除率达到91.46%,吸附过程遵循准二级动力学方程。