偏钛酸型锂吸附剂的合成及吸附性能

以TiO2和Li2CO3为原料,采用固相法合成偏钛酸型锂吸附剂前躯体Li2TiO3,将该前躯体经过盐酸洗脱锂,得到偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3,其中锂的抽出率达到98.86%,钛几乎不溶损.对TiO2、Li2TiO3、H2TiO3以及H2TiO3吸附锂后的样品进行XRD和SEM表征.研究偏钛酸型锂吸附剂H2TiO3对锂离子的吸附性能,并用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程对吸附过程进行拟合,计算相应的速率常数.结果表明:H2TiO3对锂离子具有较大的吸附能力,在LiOH溶液中对锂离子的吸附容量为39.8 mg/g;吸附过程符合伪二级动力学方程,表明吸附过程主要为化学吸附,吸附平衡数据符合Langmuir 等温吸附方程.     

焙烧温度对Li2FeSiO4前驱体Li2SiO3性能的影响（英文）

以Li2CO3,HNO3,Si(OC2H5)4为原材料,采用溶胶-凝胶和高温焙烧法合成Li2SiO3;研究焙烧温度和回流系统对硅酸锂组分和性能的影响;利用TGA/DTA,XRD,SEM和粒径分析等手段对样品进行表征;采用Li2SiO3和Fe2C2O4.2H2O固相反应制备Li2FeSiO4。XRD结果表明,在溶胶-凝胶制备过程中使用回流系统能减少Li2SiO3样品中Li2SiO5和Li4SiO4杂质。焙烧结温度对Li2SiO3的性能有重要的作用,当温度为700℃时,Li2SiO3前驱体材料样品纯度为97%,并具有良好的形貌;它是由粒径为1～3μm的一次粒子组成,一次粒子束形成疏松、多孔的团聚体。     

固体氚增殖材料Li2TiO3制备研究进展

富含6Li的锂基陶瓷Li2TiO3以其可观的锂原子密度、低活化性、优异的化学稳定性、与结构材料良好的相容性以及良好的氚低温释放性能,被公认为是一种综合性能优良、最具前途的固体氚增殖剂之一。详细评述国内外固相反应法及各种湿化学法合成Li2TiO3粉末的研究现状,以及固相法、间接湿法和直接湿法制备Li2TiO3陶瓷小球的工艺现状及研究进展,并对其优缺点进行比较,探讨Li2TiO3陶瓷小球制备的未来发展方向。     

纳米H_2TiO_3锂吸附剂的水热合成及其吸附性能

以TiO_2和LiOH·H_2O为原料,经水热反应、煅烧后得到纳米级别锂吸附剂前驱体Li_2TiO_3。用盐酸将Li~+洗脱后得到纳米级别锂吸附剂H_2TiO_3。通过XRD、SEM、动力学测试等手段考察煅烧温度、煅烧时间对吸附剂的结构和洗脱吸附性能的影响,用拟一级和拟二级动力学方程对吸附过程进行拟合,并用Langmuir和Freundlich等温线方程拟合吸附平衡数据。结果表明:在773K下煅烧2h制备的吸附剂对锂离子吸附容量最高达到36.16mg/g,并且具有极快的洗脱和吸附速率;洗脱5h时,锂洗脱率为98.8%,吸附速率常数达到0.0339g/(mg·h);吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附平衡数据符合Freundlich方程,锂离子对镁离子的分离因子达到154.17。     

焙烧型CuZnAl双金属氢氧化物对水中苯丙氨酸的脱除(英文)

用水热法合成了Cu-Zn-Al-CO3双金属氢氧化物n(Cu)/n(Zn)=5,[n(Cu)+n(Zn)]/n(Al)≈2,简写为LDH),加热煅烧后得到焙烧型Cu-Zn-Al-CO3-LDH(CLDH),再采用批处理实验用其对模拟废水中的苯丙氨酸进行吸附。结果表明,CLDH对于废水中的苯丙氨酸是一种有效的吸附剂,其吸附效率明显高于同等条件下的LDH,当水相pH为6.7时,其吸附效率最高,吸附容量达到37.25mg/g。该吸附过程符合Lagergren准一级动力学模型,同时其平衡吸附等温线能很好地符合Langmuir等温方程,通过对吸附热力学研究发现,△GΘ计算值为负,△HΘ计算值为正,这表明此类吸附本质上为吸热自发过程。吸附机理表明苯甲酸分子在层间是倾斜的,与羟基层形成了一个角度。     

MnO2·0.5H2O的固相法制备及其对Li+的吸附动力学

采用两步固相法制备锂离子筛MnO2.0.5H2O,采用X射线衍射仪和相关动力学模型研究MnO2.0.5H2O的结构及其吸附性能,探讨离子筛对盐湖卤水中各主要金属离子的分离特性及循环吸附性能。结果表明:溶液pH值的升高有利于离子筛对Li+的吸附,但在较强的碱性溶液中离子筛的溶损相应增加;吸附数据对伪二级动力学方程和Langmuir吸附等温方程拟合较好,相关系数分别达0.998和0.993以上;动边界模型中各控制步骤方程的线性拟合都不够理想;离子筛对Li+具有较好的选择性和较优的循环吸附性能。这表明:吸附过程为化学吸附过程,且为单层吸附;吸附过程是一个复杂过程,是多个控制步骤共同作用的结果。     

Br掺杂纳米多孔TiO2的制备及其吸附性能

以钛酸四丁酯为钛源,NH4Br为溴源,应用水热技术制备Br掺杂纳米多孔TiO2材料(Br/TiO2)。利用X射线衍射仪和场发射扫描电镜表征材料的结构和形貌,并从热力学和动力学角度研究Br/TiO2对阳离子蓝X-GRL的吸附行为。结果表明:Br掺杂有利于形成棒状交联的多孔结构,增强TiO2对阳离子蓝X-GRL的吸附性能,吸附效率为92.2%,是空白样品的1.56倍。动力学研究表明:该吸附行为符合准二级动力学模型,测得其表观活化能为14.551 kJ/mol,说明该吸附属于物理吸附。热力学研究表明:Br/TiO2对阳离子蓝X-GRL吸附自由能变为8.343-5.600 kJ/mol,吸附熵变为137.10 J/(K.mol),吸附焓变为33.773 kJ/mol,该吸附过程是一个自发的吸热过程。     

竹炭/壳聚糖复合吸附剂对银(I)的吸附性能与回收研究

研究了竹炭/壳聚糖复合吸附剂吸附银(I)的动力学和热力学,并进行了银的回收实验。动力学实验表明,复合吸附剂对银(I)的吸附符合准一级动力学方程,测定不同温度下复合吸附剂对银(I)吸附的表观速率常数,得到表观活化能Ea=29.2 k J/mol;热力学研究表明,复合吸附剂对银(I)的吸附符合Langmuir等温吸附方程,测得吸附热?H为40.8 k J/mol,说明复合吸附剂对银(I)的吸附过程为吸热过程,吸附过程主要为化学吸附,吉布斯自由能?G0,表明吸附质从溶液到吸附剂表面的吸附过程是自发过程。吸附回收实验表明:竹炭/壳聚糖复合吸附剂能应用于银的回收。     

锂离子筛前驱体Li4Mn5O12的制备及性能

以水热法自制γ-MnOOH和LiOH?H 2 O为原料,在较低温度下固相反应制备出尖晶石型Li 4 Mn 5 O 12,经酸浸脱锂后得到对Li+具有特殊选择性的MnO 2离子筛。研究该离子筛对Li+的吸附性能和选择性,并用XRD、SEM和FT-IR等和Li+选择性吸附研究固相反应工艺对离子筛材料结构、化学组成及离子交换性质的影响。结果表明：煅烧时间对前驱体的生成有较大影响,由400℃煅烧32 h所得的前驱体为纯相Li 4 Mn 5 O 12化合物,经酸浸脱锂后的离子筛仍保持与前驱体相同的尖晶石结构;锰源γ-MnOOH、前驱体Li 4 Mn 5 O 12和离子筛MnO 2均为低维棒状结构形貌;离子筛对锂的吸附速率符合一级动力学Lagergren方程,饱和吸附容量为40.2 mg/g,并具有较好的Li+选择性。     

铂铱合金与316L不锈钢微激光点焊气孔形成机理

采用第一性原理方法研究了H2分子在Li2NH (110) 晶面的表面吸附。通过研究Li2NH (110)/H2体系的吸附位置、吸附能和电子结构,发现H2分子吸附在Li长桥位时会发生解离,并在Li2NH (110) 面形成NH2基,其吸附能为1.178 eV,属于强化学吸附,吸附最稳定。此时,NH2基中的H原子与Li2NH表面的相互作用主要源于H 1s轨道与Li2NH表层N原子的2s,2p轨道重叠杂化的贡献,且N–H键为共价键;另一个H原子与Li2NH表面的相互作用主要是与Li之间的离子键作用;H2分子的解离能垒为1.31 eV,表明在一定热激活条件下H2分子在Li2NH (110)表面发生解离吸附。N顶位吸附时,优化结束后形成NH3,但该吸附方式不稳定,可见Li2NH (110)面与H2反应不易直接生成NH3。     

H2分子在Li2NH（110）表面吸附的第一性原理研究

采用第一性原理方法研究了H2分子在Li2NH(110)晶面的表面吸附。通过研究Li2NH(110)/H2体系的吸附位置、吸附能和电子结构,发现H2分子吸附在Li长桥位时会发生解离,并在Li2NH(110)面形成NH2基,其吸附能为1.178 eV,属于强化学吸附,吸附最稳定。此时,NH2基中的H原子与Li2NH表面的相互作用主要源于H 1s轨道与Li2NH表层N原子的2s,2p轨道重叠杂化的贡献,且N–H键为共价键;另一个H原子与Li2NH表面的相互作用主要是与Li之间的离子键作用;H2分子的解离能垒为1.31 eV,表明在一定热激活条件下H2分子在Li2NH(110)表面发生解离吸附。N顶位吸附时,优化结束后形成NH3,但该吸附方式不稳定,可见Li2NH(110)面与H2反应不易直接生成NH3。     

煅烧烧型Mg／Al—CO3双金属氧化物对水溶液中钒酸根离子的脱除

采用共沉淀法合成Mg/Al摩尔比为2：1的层状双金属氢氧化物Mg/Al-LDH,并在500℃下煅烧6 h得到煅烧双金属氢氧化物Mg/Al-CLDH。研究Mg/Al-CLDH对钒酸根的吸附性能,探讨镁铝摩尔比、吸附剂用量、溶液初始浓度、时间和温度等因素对吸附效果的影响,并对其吸附过程的动力学和热力学过程进行研究。研究表明：Mg/Al-CLDH 对钒酸根的吸附效果很好。该吸附过程符合准一级动力学方程,平衡吸附等温线很好地符合Langmuir方程,并且Langmuir方程拟合常数高达0.999。通过热力学计算发现ΔGΘ为负值,ΔHΘ为正值,表明此吸附本质上是吸热自发过程。吸附机理研究表明此吸附主要是表面吸附。     

利用天然二氧化锰吸附铜（英文）

软锰矿的主要成分为MuO2,其可作为一种低成本的吸附剂使用,研究其对废水中铜离子的吸附分离作用。研究Cu(II)离子的初始浓度、溶液初始pH值、吸附剂用量和粒度对吸附过程的影响。结果表明:随着吸附剂的用量增加,吸附铜的比例增大。在不同铜浓度下,溶液的初始pH值为自然状态时的吸附量最大。当初始溶液浓度、初始p H值、接触时间、搅拌速度、粒径大小和吸附剂用量分别为0.0025 mol/L、自然状态、180 min、200 r/min和6 g/L时,软锰矿对铜的吸附率为96.5%。对吸附过程中的等温吸附曲线和动力学进行研究。结果表明:该平衡吸附数据符合Langmuir等温模型,而过程的动力学符合伪二阶动力学模型。     

纳米TiO_2对镉(Ⅱ)的吸附性能

通过吸附实验研究纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附行为,考察溶液的pH值、吸附时间和温度等因素对吸附的影响。结果表明:在pH为4～7范围内,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附率均超过97%,吸附于纳米TiO2上的Cd(Ⅱ)可用7.0 mL 0.1 mol/L HCl于70℃恒温水浴中定量洗脱;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能为3.16 kJ/mol,粒子内部扩散过程是其吸附过程的速率控制步骤,但液相边界层向粒子表面的扩散过程亦不能忽略;等温吸附数据与Langmuir和D-R等温模型拟合较好。在室温下,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的饱和吸附容量为6.34 mg/g,平均吸附能为11.54 kJ/mol;吸附反应的焓变和熵变均为正值,自由能为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。     

纳米TiO2从水溶液中吸附Ru(Ⅲ)及其配合物的研究

研究了纳米TIO2对Ru3+的吸附作用,测定了吸附速率曲线和等温线,以及浓度、温度、pH、配体对吸附的影响.结果表明吸附符合一级Lagergren动力学方程,活化能为59.81kJ/mol,吸附为熵驱动的自发吸热过程△G0＜0、△H0＞0、△S0＞0,在较低浓度时符合吸附Langmuir等温式;pH对吸附影响显著,吸附突跃在pH=2～4;可溶性配合物的形成,抑制了Ru(OH)3沉淀生成,使吸附操作的pH范围由无配体时的pH≤4,扩大到下列范围硫脲pH＜8,草酸pH＜12,吡啶pH＜9,1,10邻菲啉pH＜9.     

壳聚糖-海藻酸钠吸附剂对电镀废水中 Cr( VI) 的吸附性能研究

以天然壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA)为原料,在CaCl2作用下,制备了壳聚糖-海藻酸钠(CS-SA)吸附剂。采用红外光谱仪对CS-SA吸附剂官能团进行表征,表明壳聚糖和海藻酸钠之间产生了静电吸引作用。以含低浓度Cr(Ⅵ)的电镀废水为处理对象,考察了CS-SA用量、吸附时间和pH值对CS-SA吸附性能的影响,同时对吸附动力学进行了研究。结果表明:当pH=6,吸附时间为120 min,CS-SA用量为0.15 g时,离子去除率最高,达到了98.86%;吸附动力学最符合拟二级动力学方程。解吸-再生实验表明,CS-SA吸附剂可以再生使用。     

采用锰矿从水溶液中吸附铅和镉离子(英文)

采用低成本的本地可得的天然锰矿作为吸附剂,研究吸附工艺从水溶液中脱除铅离子和镉离子。利用伪一级、伪二级动力学和颗粒内扩散模型检验动力学吸附数据,计算和比较这些动力学模型的吸附速率常数,发现用伪二级动力学模型能最佳地描述吸附动力学。将 Langmuir 和 Freundlich 等温吸附模型用来拟合不同温度下的平衡数据,发现实验数据与 Langmuir 模型拟合得更好。采用 Langmuir 等温吸附模型计算出锰矿吸附铅离子和镉离子的最大容量分别为 98 和 6.8 mg/g。计算了热力学参数,如吸附吉布斯自由能的变化、焓变与熵变。结果表明,锰矿作为吸附剂对铅和镉的吸附反应是自发的吸热反应。因此,锰矿作为一种天然的矿物吸附剂,可以替代现有的吸附剂来脱除水溶液中的铅离子和镉离子。     

纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌对铀的吸附性能与机理

以纳米Fe3O4磁性微粒负载啤酒酵母菌,制备一种新型铀吸附剂,考察其吸附铀的主要影响因素,即溶液pH值、铀初始浓度、吸附剂投加量及其粒度,分析吸附过程的反应动力学和等温吸附规律,并用扫描电镜和能谱仪分析吸附机理。结果表明:纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌(NFSC)吸附铀的最佳条件是pH值为7.0,铀初始浓度为60 mg/L,NFSC加入量为50 mg,NFSC的最佳粒径为12 nm。NFSC对铀的吸附动力学较好地符合准二级动力学模型,相关系数为0.999 6;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。扫描电镜和能谱图表明:NFSC吸附铀后表面形态发生变化,且吸附过程中共存物理吸附和化学吸附,属于混合吸附类型。     

纳米TiO_2从水溶液中吸附Ru(III)及其配合物的研究

研究了纳米TiO2对Ru3+的吸附作用,测定了吸附速率曲线和等温线,以及浓度、温度、pH、配体对吸附的影响。结果表明:吸附符合一级Lagergren动力学方程,活化能为59.81kJ/mol,吸附为熵驱动的自发吸热过程ΔG0<0、ΔH0>0、ΔS0>0,在较低浓度时符合吸附Langmuir等温式;pH对吸附影响显著,吸附突跃在pH=2～4;可溶性配合物的形成,抑制了Ru(OH)3沉淀生成,使吸附操作的pH范围由无配体时的pH≤4,扩大到下列范围:硫脲pH<8,草酸pH<12,吡啶pH<9,1,10邻菲啉pH<9。     

电场辅助化学溶液工艺技术制备硅酸锂(Li2SiO3)陶瓷薄膜

采用了一种新的电场辅助化学溶液工艺技术制备了硅酸锂(Li2SiO3)陶瓷薄膜.结果表明,这种方法可在较低的温度下获得成分单一的硅酸锂(Li2SiO3)陶瓷薄膜.利用X射线衍射技术(XRD)对薄膜的晶体结构进行了表征;利用扫描电子显微技术(SEM)观察了薄膜的表面形貌;并对硅酸锂(Li2SiO3)陶瓷薄膜的制备过程进行了详细的分析和讨论.