含氮多孔纳米碳纤维的制备及对锂硫电池容量的提高

采用静电纺丝技术获得聚丙烯腈(PAN)纳米纤维, 选用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为造孔剂, 在氮气气氛下1000 ℃高温碳化制备富介孔结构的含氮纳米碳纤维(MT-C). 研究结果表明, 当m(PVP)/m(PAN)为2∶1时, MT-C-0.4比表面积为190.8 m ²/g, 并且在0.05C倍率下首次放电比容量高达1269.4 mA·h/g, 在0.5C倍率下循环300周后比容量仍保持为658.3 mA·h/g, 每周容量衰减率为0.14%. 硫电极负载量为1 mg/cm ²时, MT-C表现出最佳的电化学性能.     

正硅酸乙酯对高电压镍锰酸锂基全电池电化学性能的影响

为了提高镍锰酸锂全电池的电化学性能,本文采用物理混合的方法在负极浆料中加入正硅酸乙酯(TEOS),并按m(TEOS)∶m(石墨)=0∶100、5∶100、10∶100、16∶100、20∶100的比例进行搅拌混合。 以镍锰酸锂为正极,石墨为负极,组装成502030型软包装锂离子电池,并对该电池进行恒流充放电和内阻等测试。 测试结果显示,0TEOS(m(TEOS)∶m(石墨)=0∶100)样品的电池内阻为159 mΩ,循环200圈后,容量保持率为52.6%,放电比容量为46 mA·h/g;16TEOS(m(TEOS)∶m(石墨)=16∶100)样品的电池为105 mΩ,65.7%和62.9 mA·h/g。 实验结果表明:通过物理混合的方法在负极浆料中加入TEOS,有利于在负极表面形成结构稳定的人工固体电解质膜(SEI膜),提高镍锰酸锂材料的循环和倍率性能。     

均苯四甲酸酐改性花生壳粉吸附阳离子红染料的研究

以花生壳粉(PS)为生物基质,甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)为交联剂,均苯四甲酸酐(PMDA)为改性剂,制备了均苯四甲酸酐改性花生壳粉(PMPS)吸附剂,并研究了PMPS对阳离子红染料吸附效果的影响因素。结果表明,在25℃,吸附时间3 h,pH值为2.0时,PMPS处理浓度为400.0 mg/mL的阳离子红溶液25 mL,最大吸附容量Q为177.2 mg/g,是未改性花生壳粉的2.2倍。改性花生壳粉吸附模式为Langmuir单分子层化学吸附。     

邻菲咯啉改性膨润土吸附水中镉离子的研究

通过邻菲咯啉改性膨润土,对水中镉离子进行吸附性能的研究.探讨了投加量、pH值、接触时间、温度等影响因素对改性膨润土吸附镉离子的影响.实验结果表明:在25℃,250 r/min,pH 5.5,NaNO3浓度0.01 mol/L,投加量为5.0 g/L,镉离子质量浓度100 mg/L的条件下,未改性膨润土对水中镉离子的吸附...     

单壁碳纳米管提升正极复合材料杯[4]醌/介孔炭CMK-3储锂性能

将杯[4]醌(Calix[4]quinone,C4Q)通过灌注法与有序介孔炭CMK-3制备成纳米复合材料,可抑制其在常规有机电解液中的溶解。 为了进一步提升其电化学性能,本文在C4Q/CMK-3复合材料中加入单壁碳纳米管(SWCNTs),减少了CMK-3的用量,并代替导电炭黑Super-P作为导电剂,通过脱泡搅拌法制备了C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料。 研究表明,当m(C4Q)：m(CMK-3)：m(SWCNTs)为1：1：1时,电化学性能最佳,0.1 C电流密度下循环100圈后,电池的容量保持为238.7 mA·h/g,当电流密度增大到1 C时,放电容量仍有260 mA·h/g,这是由于SWCNTs在复合材料C4Q/CMK-3中构建了三维导电网络,增强了电极的稳定性,降低了电池内阻,从而提升了电池的循环性能与倍率性能。     

倍半硅氧烷/改性乙烯-乙酸乙烯酯共聚物复配降凝剂对蜡油倾点的影响

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)是原油常用的降凝剂(PPDs),但其分子结构相对比较单一,对部分油品降凝效果不佳。 为了提高EVA的降凝效果,使用硬脂酰氯与羟基化的EVA直接反应的方法制备烷基长链接枝改性EVA,并与带有烷基长链的倍半硅氧烷(SS)纳米粒子进行复配。 研究了改性EVA和SS复配降凝剂对蜡油的降凝效果和降凝机理。 结果表明:复配降凝剂为蜡提供晶核,使蜡晶变小并降低蜡的沉淀量,导致蜡油中形成的蜡晶难以搭接在一起,形成了松散的结构,当复配质量比m(EVA-g)∶m(SS-L)=1∶2时,在蜡油中的质量分数为0.1%时,蜡油倾点降低了25 ℃。     

复合改性膨润土对2,4,6-三氯苯酚和Pb~(2+)的吸附行为研究

本文主要以钠基膨润土为原料,用十六烷基二甲基苄基氯化铵和乙二胺四乙酸二钠盐对膨润土进行复合改性,制得改性膨润土,用XRD对其结构进行表征,研究了改性后的膨润土对2,4,6-三氯苯酚和Pb~(2+)的吸附行为,结果表明,改性后的膨润土对2,4,6-三氯苯酚和Pb~(2+)的吸附性能明显提高,吸附等温线较好地符合Langmuir模型,改性膨润土对2,4,6-三氯苯酚和Pb~(2+)的最大吸附量分别为238.1mg/g和191.20mg/g,吸附动力学符合准二级反应动力学方程,其二级反应速率常数为分别为8.34×10~(-5)g/mgámin和5.62×110~(-5)g/mgámin,改性膨润土对2,4,6-三氯苯酚的吸附为吸热反应,而对Pb~(2+)的吸附为放热反应。     

非离子型可聚合聚氨酯/苯乙烯的超浓乳液聚合

研究了以非离子型可聚合聚氨酯(PUAG)和苯乙烯(St)为混合单体的超浓乳液聚合, 并且考察了n(NCO)/n(OH)摩尔比、复合乳化剂体系质量浓度[E]、不同乳化剂的种类、引发剂质量浓度[I]、单体体积分数(或分散相体积分数, 也称内相比Φ)、聚合温度等因素对聚合稳定性、动力学的影响. 同时结合光相关光谱(PCS)测定了聚合物乳胶粒子大小和粒径分布, 用透射电子显微镜(TEM)观察了粒子形态, 结果表明: 当n(NCO)/n(OH)＝2∶1, T＝328 K, Φ＝80.39%, [I]＝0.8% g/g (PUAG-St), [E]＝0.22 g/mL H₂O, m(MS-1)/m(CA)＝2∶1, PVA＝0.01 g/mL H₂O时, 超浓乳液不仅有较好的聚合稳定性和较快的聚合速率, 而且粒径小分布均匀. 同时, 在此条件下的表观动力学表达式和表观活化能分别确定为R_p＝k[I]^0.50[E]^0.73[M]^0.54和 E_a＝29.7 kJ/mol. 热失重分析(TGA)进一步表明: 调节PUAG的含量可以达到对聚苯乙烯的改性, 提高聚苯乙烯的热稳定性.     

微波改性膨润土-石墨烯颗粒制备及对水中铬(Ⅵ)的吸附性能研究

用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)分别制得粉末状有机膨润土,并利用聚乙烯醇(PVA)为粘结剂,淀粉为造孔剂,在微波条件下,将2种粉末状有机膨润土与石墨烯复合,经高温焙烧制备改性膨润土-石墨烯颗粒CTMAB-MBGG、OTAC-MBGG。结果表明,OTAC-MBGG的吸附效果略优于CTMAB-MBGG,其最佳制备方案为:淀粉含量为0.7g,焙烧温度为550℃,焙烧时间为1h。模拟废水p H值为6,吸附温度为50℃,50r/min的恒温振荡器内,投加量1g/100m L,吸附时间为30min时,OTAC-MBGG对Cr(Ⅵ)的去除率可达96.54%。EDX和XRD结果表明,石墨烯与有机改性膨润土复合成功,颗粒吸附剂的层间距明显增大。     

两种有机物改性膨润土对Cu2+和Zn2+的吸附-解吸研究

选用天然有机物料(猪粪降解液)和有机化学试剂[十六烷基三甲基溴化胺(HDTMA)]对钠基膨润土进行表面改性,比较了膨润土对两类有机物的吸附特性,以及两种有机物改性膨润土对Cu2+、Zn2+吸附-解吸性能的差异。结果表明,膨润土对HDTMA和猪粪降解液是优惠吸附,且前者最大吸附量为382.4mg/g,是后者的4.19倍。HDTMA改性膨润土对Cu2+、Zn2+的最大吸附量均大于猪粪降解液改性膨润土,前者分别为后者的1.12倍(Cu2+)和1.09倍(Zn2+),且两种吸附剂对Cu2+的最大吸附量和吸附速率均大于Zn2+。Zn2+在两种改性膨润土上的解吸率均高于Cu2+,且Cu2+、Zn2+在猪粪改性膨润土上的解吸率均要高于在HDTMA改性膨润土的。两种有机物改性的钠基膨润土对重金属离子具有良好的吸附性能,可以用于含重金属废水的处理和重金属污染土壤的钝化修复,而猪粪降解液改性膨润土是环境友好的重金属钝化剂。     

溴化铵改性膨润土脱除气态单质汞的特性及机理分析

采用溴化铵对钠基膨润土进行改性制得脱汞吸附剂,在固定床实验装置上对所制备的吸附剂进行脱汞性能测试。脱汞实验结果表明,钠基膨润土较钙基膨润土在脱汞性能上提高不大,而溴化铵改性的钠基膨润土(Br-Ben/Na)脱汞性能得到明显提高,脱汞效率达到97.7%。吸附温度的升高有利于对Hg0的脱除,在140℃下,10%Br-Ben/Na吸附剂的脱汞率能长时间保持在90%以上,说明在此吸附过程中化学吸附占主导性作用。通过N2吸附/脱附、X射线衍射(XRD)、元素分析仪和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析等结果表明,改性后的膨润土比表面积下降,平均孔径增大;铵根离子进入到膨润土的层间置换出层间钠离子,煅烧活化过程中层间的铵根离子并未分解,而在层间与膨润土结合为某吸附活性组分协助Br-与Hg0反应,提高了膨润土的脱汞性能。     

低温一步法活性炭基脱硫剂的制备与评价

以木屑为原料,在低温条件下一步法制得活性炭基吸附剂,考察了吸附剂制备条件和液-固、气-固吸附条件对吸附剂脱硫性能的影响。结果表明,吸附剂的最佳制备条件为,浸渍液与木屑质量比为1：1,浸渍液中硝酸质量分率为30%、吸附剂表面NiO负载量为5%,常温下浸渍24 h,400℃焙烧3 h。该吸附剂在0.2 g吸附剂/10 mL模拟油、温度为40℃及时间为5 h的液-固吸附脱硫的条件下,脱硫率为28.36%,吸附四次后饱和吸附硫容量可达2.34 mgS/g;在气-固吸附温度为250℃、空速为6.3 h^-1的条件下,饱和吸附硫容量为2.37 mgS/g;高温气-固吸附脱硫对吸附剂的影响表明,与脱硫前相比,吸附剂在比表面积、总孔体积、微孔体积均有明显提高,这说明气-固吸附脱硫过程同时实现了活性炭的扩孔活化。甲苯溶剂再生实验表明,经五次再生后吸附剂的再生性能均可达90%以上。     

原子转移自由基聚合法用于以单分散树脂为基质的强阳离子交换色谱固定相的制备及其色谱性能研究

以7μm单分散交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯树脂表面键合溴异丁酰溴为引发剂,以CuCl/CuCl2/2,2-联二吡啶(Bpy)为催化体系,采用封闭体系,在氮气保护下,以乙烯基苯磺酸钠(NaSS)为单体、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水溶液为溶剂,制备了强阳离子交换色谱(SCX)固定相,并用元素分析与红外光谱法对其进行了表征....     

纯相钙铝层状双氢氧化物对磷的吸附特性

采用乙醇辅助液相共沉淀法制备了纯相Ca-Al-LDH层状双金属氢氧化物,考察了Ca-Al-LDH的投加量、吸附时间、pH值、无机电解质(Na₂CO₃ ,KCl ,Na₂SO₄,KNO₃)和温度等因素对磷吸附的影响,结果表明,纯相Ca-Al-LDH对磷酸根离子具有很好的吸附性能,最大饱和吸附量可达160.78 mg/g,当pH值为5.1、温度为45 ℃、吸附时间为600 min、LDH投加量为0.6 g/L、磷初始浓度为80 mg/L时,磷的去除率高达95.88%;无机阴离子会抑制磷在吸附剂上的吸附,当Cl^-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量从69.96 mg/g降至53.18 mg/g,降低了23.99%;当SO₄^2-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量降低了24.79%,其它无机阴离子对磷在吸附剂上的吸附也有一定的影响。 Ca-Al-LDH对水中磷的吸附符合二级动力学方程和Langmuir等温模型。 采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪等技术手段对制备的纯相Ca-Al-LDH及其吸附磷酸根后的产物进行表征,揭示了Ca-Al-LDH对磷酸根的吸附可能是静电吸引、化学吸附和阴离子插层等过程协同作用的吸附机理。     

Carbon-mineral adsorbents prepared by pyrolysis of waste materials in the presence of tetrachloromethane

Natural bentonite spent in the process of plant oil bleaching was used as an initial material for preparation of carbon-mineral adsorbents. The spent bleaching earth was treated using four procedures: T (thermal treatment); H (hydrothermal treatment); C (thermal treatment with addition of CCl4 vapor); M (modification of porous structure). Raw bentonite, RB (raw bleaching earth), and carbon materials prepared using plant oil were compared. The physicochemical characteristics of the adsorbents were determined using different methods: nitrogen adsorption/desorption, XRD, TEM, and MS-TPD. Carbon-mineral adsorbents contain from 5.23 to 19.92% C (w/w) and carbon adsorbents include from 84.2 to 91.18% C (w/w). Parallel processes of organic substance carbonization, porous structure modification, sublimation or evaporation of metal chlorides, and removal of hydrogen chloride take place during pyrolysis of waste mineral materials in the CCl4 atmosphere.     

离子强度对膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂吸附Pb2+/Cu2+的影响

为揭示外加电解质离子强度对重金属离子吸附的影响规律与内在机制, 制备了膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂(BLPAMA), 研究了外加电解质离子强度对BLPAMA吸附单一和二元Pb²⁺/Cu²⁺的影响规律, 以及有、无外加0.2 mol/L NaNO₃时BLPAMA对二元Pb²⁺/Cu²⁺的吸附等温线、吸附热力学及吸附动力学。 结果表明, 在单一Pb²⁺或Cu²⁺溶液中, 随离子强度增加, Pb²⁺和Cu²⁺吸附量降低;在二元Pb²⁺/Cu²⁺溶液中, 随离子强度增加, Pb²⁺吸附量降低而Cu²⁺吸附量提高。     

Treatment of anionic dye aqueous solution using Ti,HDTMA and Al/Fe pillared bentonite. Essay to regenerate the adsorbent

In this study, the adsorption removal of an anionic dye (Congo red) by a local bentonite before and after modification was studied. The modification of the bentonite was made by organophilisation using surfactant (HDTMA) and by pillaring process to obtain a bentonite with Ti pillars and with mixed pillars of Fe/Al. The various synthesized materials are characterized by different techniques such as DRX, MET, N₂ adsorption-desorption, Zeta potential measurement. Results show the development of the texture and the structure of the bentonite after modification. The various adsorbents synthesized show an increase in the adsorption capacity of Congo Red compared to the initial bentonite. Adsorption isotherms are described by the Langmuir model in all cases except that for Ti pillared bentonite, the Freundlich model is more suitable. Pseudo-second order is better for describing the adsorption process. Also, regeneration of the adsorbent is approached in this study by photochemical way and the results show a total regeneration of the adsorbent.     

Improved adsorption and desorption behavior of Cd on thiol-modified bentonite grafted with cysteamine hydrochloride

Clay adsorbents are considered an inexpensive and readily available solution for removing heavy metals, including cadmium, from the environment to reduce pollution. In this study, thiol-modified bentonite (SH-Bent) was prepared by grafting cysteamine hydrochloride onto natural bentonite (Bent). The effects of pH, equilibrium contact time, and temperature on the adsorption–desorption behavior of Cd²⁺ were studied, and adsorption isotherm models were applied to examine the adsorption behavior of SH-bent. SH-Bent demonstrated better performance and stability for Cd²⁺ adsorption than Bent. SH-Bent exhibited an enhanced adsorption capacity for Cd²⁺ at equilibrium of 49.3 mg/g at pH 6, 120 min, and 303 K, which was 42-fold higher than that of Bent under the same conditions. An investigation of the desorption behavior of Cd²⁺ adsorbed on Bent and SH-Bent in simulated acid rain revealed that SH-Bent has high stability, with a desorption rate of 5.73% at pH 4.5, 60 min, and 303 K, which was much lower than that demonstrated by Bent under the same conditions (45.68%). The Langmuir equation was the best-fitted adsorption isotherm model, closely followed by the Freundlich, Tempkin, and Dubinin–Radushkevich models. A significant difference in diffusion was observed between the two types of clay according to the intraparticle diffusion model. The adsorption–desorption processes of SH-Bent and Bent fit the pseudo-second-order model best among the five kinetic models examined. The information provided in this study can be used to apply thiol-modified clay for wastewater treatment or for the removal of cadmium from soil.

Graphical abstract

     

碱活化多孔碳用于分离甲苯及活化/吸附机理

采用生物质木质素磺酸钠(SLS)为碳源, 先与硬模板NaCl混合预碳化, 再加入活化剂NaOH在氮气保护下升温至850 ℃碳化, 得到SLS基碱活化的多孔碳吸附剂(SPCN). 将SPCN用于吸附液体石蜡中芳香烃甲苯, 对比研究了不同活化剂加入量对SPCN结构、 性质及吸附效果的影响. 结果表明, SPCN表面具有丰富的官能团和发达的微/介孔结构, 活化剂加入量对比表面积的影响为先增大后减小, 碱/碳质量比为1∶1时比表面积达到最大值(710.4 m ²/g); 吸附量与比表面积呈正相关, 样品SPCN-1的最大吸附量为2875.17 mg/g, 远高于商业吸附剂, 经5次吸附-解吸循环后仍保持92.5%的吸附效率. 探究了活化机理, NaOH、 碳质和气体发生氧化还原反应释放气体留下孔隙, 经充分酸洗、 水洗后得到永久孔道. 最后, 结合扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 拉曼光谱(Raman)、 X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和比表面积分析等结果证明了吸附机理主要是孔隙填充效应、 范德华力、 π-π相互作用及电子供/受体作用的共同作用. 首次报道了SPCN应用的新方向并探究了活化与吸附机理, 制备方法简易、 经济, 产品循环稳定性好、 无污染, 有望用于工业化生产.     

新晶态磷酸铝分子筛CFAP-6的合成与性质

磷酸铝分子筛是新的一类晶态无机材料.1982年美国联合碳化物公司首次公布了约廿种不同结构的磷酸铝分子筛的合成专利^[1],作者在研究P₂O₅-Al₂O₃-H₂O系统的水热合成中^[2],发现用Al₂(SO₄)₃溶液作为Al₂O₃源,固体(NH₄)₃PO₄·3H₂O作为P₂O₅源,加入适量的有机胺,也能合成分子筛相,新晶态分子筛CFAP-6就是用上述原料,在二正丁胺-(NH₄)₂O-P₂O₅-Al₂O₃-H₂O系统中水热合成的。