有机体系中制备纳米TiO2掺杂Ni电极及其性能测试

在无隔膜电解槽中合成金属醇盐NiTim(OR)3m+1(acac)m+1,直接水解形成凝胶,干燥后在550℃煅烧2 h,制得纳米Ni/TiO2粉体.通过电合成与沉积得到高活性的纳米Ni/TiO2修饰电极,采用循环伏安比较研究了TiO2和Ni/TiO2电极在H2SO4溶液中的氧化还原行为.结果表明,所得前驱体中含有乙酰丙酮基[acac],所得纳米粉体粒径为20 nm;Ni/TiO2电极在1 mol/L H2SO4溶液中有两对氧化还原峰,掺杂Ni电极的放电电流明显增大,达到75 mA·cm-2.     

H2SO3对X70钢在弱酸性溶液中的腐蚀行为的影响

用静态失重法、动电位扫描法、交流阻抗法结合扫描电镜、X射线能谱分析研究了H₂SO₃对X70钢在弱酸性溶液中的腐蚀行为的影响. 结果表明，随H₂SO₃浓度的增大， X70钢在弱酸性溶液中的腐蚀深度逐渐增大，电荷转移电阻依次减小，自腐蚀电流逐渐增大，自腐蚀电位先负移后正移. 当HAc-NaAc缓冲溶液中含有H₂SO₃时，X70钢在活性溶解过程中形成了吸附性中间产物Fe(HSO₃)_ad.     

改性活性炭纤维在含磷废水中的应用

为了提高活性炭纤维(ACF)对水体中磷的吸附性能,采用硫酸亚铁溶液对其进行改性,并用正交实验法分析得到最佳改性条件为：pH值为3,FeSO₄·7H₂O的质量浓度为100kg/m³,FeSO₄·7H₂O和ACF的质量比为2.5,反应时间3h.将改性后的ACF对模拟含磷废水进行静态吸附,测定了吸附等温线,研究了吸附时间、投加量、pH值对处理效果的影响,实验结果表明,改性后ACF对磷的吸附效果较好,去除率可以达到99%.     

二氧化氯催化氧化处理铬黑T模拟废水的实验

研究了利用二氧化氯直接氧化和催化氧化处理铬黑T模拟废水，单纯用二氧化氯化学氧化处理COD为2928mg/L的铬黑T废水时，最佳pH值为1.8，二氧化氯投加量为1200mg/L，反应60min，COD去除率为24.1%，BOD₅去除率为21.8%，脱色率为70.0%.在最佳pH值为1.8，经过1200mg/L二氧化氯和0.25g TiO₂催化氧化60min后，COD去除率为33.6%，BOD₅去除率为53.2%，脱色率为75.2%.结果表明，铬黑T经化学氧化和催化氧化后，分子中苯环和萘环被氧化分解为羧酸和苯醌，并进一步分解为无机物，为难降解废水的后续处理创造了条件.     

SO2-4对块体纳米晶铜阳极极化行为的影响

为了揭示SO₂^-4对块体纳米晶铜耐蚀性能的影响规律,利用电化学方法,结合X射线衍射、能谱分析、扫描电镜等表面分析技术,研究了惰性气体沉积原位温压法制备的块体纳米晶铜在不同质量分数（0.3%、1.3%、2.3%、3.3%和4.3%）Na₂SO₄溶液中的阳极极化行为.结果表明,随着SO₂^-4的增多,纳米晶铜的致钝电流密度增大,而致钝电位降低.在0.3%的Na₂SO₄溶液中加入1%的NaCl,纳米晶铜阳极极化行为发生明显变化,Cl^-在纳米晶铜表面形成难溶于水的CuCl保护钝化膜,纳米晶铜致钝电流密度降低,活化-钝化过渡区电流密度下降速率显著减小.     

济南市大气细颗粒物水溶性组分及大气传输的研究

采用大流量采样器，于2004年11月至2005年9月对济南市城区细颗粒物PM2.5进行了研究测试，对其水溶性离子成分和pH值进行了分析. 结果表明，济南市PM_2.5污染严重，超标率达93.6％，超标倍数为1.20～5.72，呈略酸性. 水溶性离子占PM2.5质量的49.81％，其中SO^2-₄，NH⁺₄，NO^-₃是水溶性离子的主要组分,各占PM_2.5质量的20.88％，12.01％和10.94％，主要以(NH₄)₂SO₄和NH₄NO₃形式存在. 72h后推气流轨迹和簇分析表明起源于济南西北方向（俄罗斯，蒙古国，中国北部）且运动速率较低的气溶胶长距离传输能够加重济南细颗粒污染水平.     

Pd纳米晶修饰TiO2纳米管阵列光电极的制备及性能

为提高TiO₂的可见光催化性能,采用阳极氧化法在Ti箔上原位生成TiO₂纳米管阵列,再利用阴极电沉积法制备了贵金属Pd纳米晶修饰的TiO₂纳米管阵列光电极,并利用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线光电子能谱（XPS）及紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）对其表观形貌、表面形态及光吸收性能进行表征．结果表明:Pd纳米晶有效地修饰在TiO₂纳米管阵列的表面,且以Pd⁰形式存在．此外,Pd纳米晶修饰明显拓展了TiO₂纳米管阵列的可见光响应范围．以甲基蓝为模型污染物,重点考察阴极沉积电压及沉积时间对其光催化性能的影响．结果表明:阴极沉积电压为-0.8 V、沉积时间为10 min对甲基蓝的光催化降解效果最佳,且符合拟一级反应动力学模型．模拟太阳光下光照120 min对甲基蓝的降解率可达71.4％,是纯TiO₂纳米管阵列光电极的1.5 倍．     

纳米NiCu复合粉的制备

本文采用化学共沉淀法制备得到纳米NiCu复合粉,并对其结构进行了表征。在Ni2+Cu2+混合溶液中,以N2H4.H2O为还原剂直接进行还原反应。最佳合成条件为:(Ni2+和Cu2+)浓度为0.25 mol/L,反应液的pH值为9.5左右,nEDTA/nCu2+=3.5,反应温度控制在50℃左右。经检测,纳米NiCu复合粉中Ni和Cu分别以晶态形式存在;纳米NiCu复合粉的平均粒径为60 nm左右,分散状态良好。     

石墨烯薄膜修饰TiO2纳米管光电极制备及性能

为提高TiO₂光催化剂的可见光催化活性,采用阳极氧化法制备了高度有序的TiO₂纳米管,利用阳极电化学沉积构筑了石墨烯薄膜修饰的TiO₂纳米管光电极,并利用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱及紫外-可见漫反射光谱对其表观形貌、组成结构及光吸收性能进行表征．结果表明:石墨烯有效地修饰在TiO₂纳米管表面,且以透明薄膜形式存在．此外,石墨烯薄膜修饰显著拓展了TiO₂纳米管的可见光响应范围．以甲基蓝为探针分子,考察了阳极沉积电压及沉积时间对所制备石墨烯薄膜／TiO₂纳米管光电极光催化性能的影响．结果表明:阳极沉积电压为+0.8 V、沉积时间为10 min时,制备的石墨烯薄膜／TiO₂纳米管光电极对甲基蓝的光催化降解效果最佳．模拟太阳光下光照120 min对甲基蓝的降解率为65.9％,是纯TiO₂纳米管光电极的1.35 倍．     

KMnO4/NaOH溶液吸收SO2/NO的动力学研究

在典型湿法烟气脱硫系统运行条件下,研究了平面传质搅拌反应器中KMnO₄/NaOH溶液同时吸收SO₂和NO的动力学,确定了反应级数、反应速率常数以及活化能.实验结果表明,NO的吸收速率随着入口NO分压和KMnO₄浓度的增加而提高.在吸收剂溶液中加入NaOH可以提高NO的吸收速率,烟气中O₂的体积分数对于NO和SO₂的吸收速率几乎没有影响.当同时吸收烟气中的SO₂和NO时,SO₂会降低NO的吸收速率,而NO对SO₂的吸收速率几乎没有影响.在KMnO4/NaOH溶液中NO的吸收速率对NO相间浓度和KMnO4浓度均为一级反应,平均反应速率常数为5.79×103 m³/(mol•s),活化能为26.85 kJ/mol.     

Al2O3/(W, Ti)C纳米复合陶瓷材料的力学性能与强韧化机理

采用纳米和亚微米级的α-Al₂O₃,以及微米级的(W,Ti)C粉体为原料,制备了Al₂O₃/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料.在基体Al₂O₃含有体积分数为11%的纳米Al₂O₃时复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最优,其抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为840MPa,6.55MPa·m^1/2和20.1GPa.TEM实验表明,纳米颗粒的加入明显抑止了基体晶粒的长大,形成了典型的骨架结构,材料的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂的混合.内晶型和晶间型第二相颗粒产生的残余应力场、断裂模式的改变和晶粒细化强化促进了复合材料抗弯强度和断裂韧性的提高.     

纳米TiC对Si3N4基复合陶瓷材料性能和微观结构的影响

用热压法制备了纳米TiC增韧补强的Si₃N₄基复合陶瓷材料,研究了不同TiC含量对复合陶瓷材料力学性能与微观结构的影响.结果表明：纳米TiC颗粒的添加对复合材料的力学性能的提高是有利的,当纳米TiC的质量分数为15%时,复合材料具备较优的力学性能,其抗弯强度、断裂韧性、HV硬度分别达到895MPa,8.03MPa.m1/2,15.06GPa;不同尺寸的Si₃N₄晶粒形成双峰结构,有利于复合材料性能的提高;其断裂机制为沿晶断裂和穿晶断裂的混合类型.     

ZnO/RGO复合材料的制备及其超级电容器性能

在改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)的基础上,采用一步水热法达到3个目的：合成ZnO、GO还原为还原氧化石墨烯(RGO)和生成ZnO/RGO复合材料,制备得到ZnO纳米球镶嵌于RGO纳米片的复合材料,此方法能够实现RGO与ZnO均匀分布并解决了ZnO颗粒黏连的问题。研究表明：在不同的电解液中,电极材料表现出的电化学性能会有所不同,在Na₂SO₄电解液中测试时,ZnO/RGO复合电极材料在0.2 A·g^-1下由充放电曲线所得的比电容高达100.8 F·g^-1,比ZnO的比电容高310%;在KOH电解液中ZnO/RGO复合电极材料的比电容为53.5 F·g^-1,比ZnO的比电容高72.6%;同时表明RGO与ZnO所构成的复合材料比ZnO的电化学性能有显著提升,这归功于高导电性RGO的复合及ZnO与RGO的协同效应。     

钛基PbO2的电极性能及用于酸性嫩黄2G废水处理的研究

采用SEM，XRD等手段分析了Ti/Sb₂O₅+SnO₂/α-PbO₂/β-PbO₂电极的结构和性能.同时将其用于酸性嫩黄2G废水的处理，对影响COD去除率的各种要素进行了试验研究.最终确定了反应器的最佳运行条件为：电流强度0.6A、电解时间6h、极板间距32mm、初始pH值6.0.结果表明，该反应器具有较高的COD去除率，并能有效地提高废水的可生化性.     

水环境中不同浓度TiO2纳米颗粒混凝工艺去除效果

为了探究水环境中不同质量浓度TiO₂ 纳米颗粒(NPs)混凝工艺去除影响因素及与浊度去除规律的区别,研究了在超声预处理后投加表面活性剂(LAS)对TiO₂ NPs分散稳定性的影响,通过烧杯实验分别考察了混凝剂(聚合氯化铝,PAC)投加量及pH对不同质量浓度TiO₂ NPs和浊度去除的影响,及pH对TiO₂ NPs表面Zeta电位的影响机制．结果表明,在250 W超声处理10 min后加入20 mg／L的LAS获得的纳米悬浮液稳定性最好;不同混凝剂投加量下,TiO₂ NPs和浊度的去除规律呈相近趋势,TiO₂ NPs初始质量浓度为0.5,1和2 mg／L时,PAC最优投加量为3 mg／L,对应TiO₂ NPs和浊度最大去除率分别为46.2％、60.2％、68.8％和23.2％、43.6％、47.6％．TiO₂ NPs初始质量浓度为5 mg／L时,PAC最优投量为4 mg／L,TiO₂ NPs和浊度最大去除率分别为77.64％和54.08％．pH对TiO₂ NPs表面Zeta电位有明显影响,进而影响TiO₂ NPs的去除效果．     

纳米钨酸锰的超声合成及其性质研究

以乙二醇为表面活性剂,通过超声合成方法成功制备了具有颗粒状、大块花状及膜状等不同结构的纳米MnWO4。实验发现,乙二醇浓度和超声波是影响纳米MnWO4最终形貌的2个关键因素。利用纳米MnWO4作为光催化剂完成了对有机染料罗丹明B的光降解实验,结果表明超声法制备的纳米MnWO4具有良好的光催化性能。MnWO4还被固定在玻碳电极表面制成MnWO4/CHIT/GCE复合电极,该电极能够增强Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)氧化还原对间的电子转移。因此,MnWO4/CHIT/GCE复合电极能够作为一个很好的平台用于固定牛血红蛋白(Hb),构成了一种新型的生物传感器。该传感器可用于测定溶液中的H2O2,线性范围为5.0×10-6～4.5×10-4mol.L-1,检测限为1.0×10-6mol.L-1。     

葡萄糖在纳米多孔Ir/IrO_x电极上的电催化氧化

主要研究纳米多孔Ir/IrOx电极的制备及电极对葡萄糖的检测.在150μm的铱电极上采用高电位氧化和低电位还原的方法成功的制备了纳米多孔Ir/IrOx电极,并对其进行表征.同时,研究了纳米多孔Ir/IrOx电极对葡萄糖的直接氧化,由此得出的结果是在pH为7.6的PBS溶液中,电位0.7 V的条件下电极对葡萄糖有较快较灵敏的响应,响应电流与葡萄糖浓度在2～22 mmol/L的范围内成正比,检测限为28.1μmol/L.     

具有可见光响应的改性纳米TiO2研究进展

通过改性可以改变TiO₂只有在紫外光激发下才显示出较高光催化效率的特点,使其在可见光范围也显示出较高的活性。本文综述了纳米TiO₂改性方面的研究进展,指出通过元素掺杂、贵金属修饰、聚合物修饰、半导体复合、染料敏化等手段对TiO₂进行改性,可以减小纳米TiO₂禁带,提高纳米TiO₂对可见光的响应性和量子效率。分析认为,实验室制备的改性纳米TiO₂可见光光催化效果已经比较理想,解决回收难、工程易操作性等问题是未来的发展方向。     

Ag/CoMoO4/NF 复合材料的制备及对葡萄糖电催化性能的研究

利用两步法在泡沫镍基体(NF) 上制备Ag/CoMoO₄ 复合材料(Ag/CoMoO₄/NF)。首先通过水热反应在泡沫 镍上制备钼酸钴材料(CoMoO₄/NF), 以CoMoO₄/NF 为基体生长银纳米颗粒得到Ag/CoMoO₄/NF 电极材料。采用 扫描电子显微镜(SEM) 和X射线衍射(XRD) 对制备材料的形貌和结构进行表征。SEM 结果表明CoMoO₄ 呈现纳 米片组成的簇状结构, Ag 纳米颗粒直径约为35 nm, 分散在CoMoO₄ 表面。进一步研究Ag/CoMoO₄ /NF 电极对葡 萄糖的电催化氧化特性。结果表明, 计时电流法测得葡萄糖浓度在50μmol/L~2.5 mmol/L 范围内与响应电流呈良 好的线性关系, 显现了Ag/CoMoO₄/NF 电极具有稳定的葡萄糖检测性能。     

混凝-超滤工艺去除水中复合污染物试验研究

研究分析腐殖酸对水溶液中纳米TiO₂稳定性的影响,探究混凝剂投加量、pH值、钙离子对混凝-超滤工艺去除水中腐殖酸-纳米TiO₂复合污染物的影响。结果表明,纳米TiO₂与腐殖酸在水溶液中发生静电吸附以及配位反应,使纳米TiO₂有效粒径减小,静电斥力增强,胶体分散更均匀,体系稳定性增加,易于迁移,从而给饮用水安全带来威胁。在单因素影响实验中,实验结果显示,混凝剂浓度为0.46 mmol/L、pH值在7~8之间（即弱碱性）时,能有效去除复合污染物,此时,膜通量较高,膜污染较轻,而水中钙离子的存在会加重膜污染。