以胶原纤维为模板制备多孔纤维状SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2固体酸及其酯化催化性能

本文以胶原纤维为模板,制备了多孔纤维状TiO2-ZrO2复合氧化物,并以此为载体制备了多孔纤维状SO42-/TiO2-ZrO2固体酸。SEM观察发现TiO2-ZrO2和SO42-/TiO2-ZrO2均复制了胶原纤维独特的纤维结构,TiO2-ZrO2氧化物的比表面积达到77.51 m2·g-1;XRD分析发现,Ti-Zr摩尔比对TiO2-ZrO2的晶相结构有重要影响,当Ti/Zr摩尔比为0.67∶1时,TiO2-ZrO2以TiZrO4晶相为主;NH3-TPD分析表明SO42-/TiO2-ZrO2的酸量及酸强度与Ti-Zr摩尔比以及活化温度有着密切关系。在乙酸与正丁醇的酯化反应中,多孔纤维状SO42-/TiO2-ZrO2固体酸表现出优良的催化性能。当催化剂用量为6.5wt%,反应时间为60min时,乙酸的转化率高达98.1%;该固体酸催化剂重复使用性优良,循环使用5次时,转化率仍然保持在85%以上。     

两种胶原纤维固化单宁对La3+的吸附特性研究

以皮胶原纤维为基质,通过交联剂分别将黑荆树单宁和杨梅单宁固化在胶原纤维上制备吸附材料。实验表明,这两种吸附材料对稀土金属离子La^3＋有很好的吸附作用。在pH为4.5的条件下,当吸附剂用量为0.1 g,La^3＋初始浓度为9.952 mmol·L^-1,固化杨梅单宁的平衡吸附量为0.388 mmol·g^-1,比固化黑荆树单宁略大,其吸附平衡均符合Freundlich方程。进一步研究了固化杨梅单宁的吸附动力学、温度、pH值等对吸附平衡的影响。结果表明,温度对吸附平衡的影响不明显;pH值对吸附平衡有较大影响,在适当范围内提高pH值会增加平衡吸附量;吸附动力学可用拟二级速度方程来描述。当吸附温度为293 K时,由拟二级速率方程计算所得的平衡吸附量与实测的平衡吸附量误差在3%以内。同时固化杨梅单宁也具有良好的柱动力学特性。     

胶原纤维固化黑荆树单宁吸附V(V)的研究

研究了胶原纤维固化黑荆树单宁对V(V)的吸附。采用不同温度、pH值等条件进行吸附研究,并进一步探讨了固化黑荆树单宁的吸附动力学和吸附柱动力学及其吸附机理。结果表明,该材料对V(V)的吸附平衡符合Freund lich方程,温度对吸附平衡的影响不明显;吸附动力学可用拟二级速度方程来描述,该材料同时具有良好的柱动力学特性;V(V)的吸附过程可能存在三个反应,即V(V)与吸附剂之间发生氧化还原反应生成V(IV),V(IV)和-COOH之间发生离子交换反应,以及V(IV)与单宁的邻位羟基发生螯合。     

胶原纤维为模版制备TiO2及La/TiO2纳米纤维及光催化活性研究

以胶原纤维为模版分别负载钛(Ti4+)或钛(Ti4+)和镧(La3+),在高温下煅烧制得TiO2和La/TiO2纳米纤维。通过扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X-射线衍射(XRD)、比表面积和孔径分析、X-射线光电子能谱(XPS)、紫外可见光谱(UV-Vis)等对这2种纳米纤维的结构和物理性能进行了表征。结果表明,TiO2和La/TiO2较完整地保持了胶原纤维的纤维状结构。在600~800℃范围内随着煅烧温度的升高,TiO2和La/TiO2的晶粒尺寸逐渐增大,晶格常数发生各相异性的变化。La/TiO2的相变温度在700~800℃之间,明显高于未掺杂TiO2的相变温度。N2吸附-脱附等温线按Langmiur分类为Ⅳ类,表明TiO2和La/TiO2纳米纤维具有介孔结构。与Degussa P25相比,TiO2和La/TiO2吸收光谱范围明显红移。当以可见光为光源进行酸性橙Ⅱ光助催化降解反应时,TiO2和La/TiO2纳米纤维均表现出比Degussa P25更高的催化活性。     

胶原纤维为模板制备Gd掺杂纤维状二氧化钛及光催化性能研究

以胶原为模板剂、硫酸钛为钛源、硝酸钆为掺杂源制备了钆掺杂纤维结构TiO2(Gd-TiO2).通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)、X射线光电子能谱(XPS)对样品的表面形貌、晶相组成、紫外吸收带、元素组成及化合价态进行了分析.以甲基橙为目标降解物,研究了样品的光催化性能并确定钆的最佳掺杂量.结果表明:600℃煅烧温度下2;Gd-TiO2纤维结构完好、光催化效果最好,光反应30 min后其降解率达到91.89;,比起未掺杂试样大大提高.钆掺杂会改变TiO2的晶粒尺寸并能够抑制TiO2从锐钛矿相向金红石相转变,掺杂后紫外吸收带发生蓝移.     

胶原纤维接枝多酚负载纳米钯的制备及其对硝基苯加氢的催化特性

以胶原纤维(CF)接枝表棓儿茶素棓酸脂(EGCG)为载体,制备了新型非均相钯(Pd)纳米催化剂(CF-EGCG-Pd).EGCG作为"桥分子"不仅对Pd纳米颗粒具有锚定作用,而且能控制Pd纳米颗粒的大小及分布.通过SEM、TEM、XRD、XPS对该催化剂的形貌和物理特性能进行了表征,发现该催化剂具有规整的纤维结构,在胶原纤维的外表面形成了高分散的平均粒径在3.8 nm的Pd纳米颗粒.将该催化剂用于硝基苯液相催化加氢反应,结果表明在308 K和1.0 MPa氢压下,硝基苯转化速率(TOF)达到34.13 mol·mol-1·min-1,苯胺选择性为100%,催化剂重复使用3次其催化活性基本不变.     

以胶原纤维为隔膜的双电层电容器的性能研究

本文以胶原纤维(CF)膜为支撑体制备了电容器隔膜,再以石墨纸作为集流体,商用活性炭作为电极材料,1 M Na_2SO_4水溶液作为电解液,组装为柔性双电层电容器(CF-EDLC),研究了其性能。结果表明:CF的孔隙率为65.50%,离子导电性为0.01702 S·cm~(-1)。CF的抗张强度为14.74 N·mm~(-2),撕裂强度为24.39 N·mm~(-1),具有较高的机械强度。CF-EDLC在扫描速度为5 mV·s~(-1)的循环伏安特性测试表明,其质量比容量为161.1 F·g~(-1),在电流密度为1 A·g~(-1)的条件下,其库伦效率为96.16%。在不同的弯曲角度(30o,60o,90o,120o和150o)下,CF-EDLC均展现了较高的电容保持率,表现出良好的柔性。经过2500次循环,它的电容保持率仍然高于90%,展现出了较高的循环稳定性。     

胶原蛋白温度效应的Raman光谱研究

在不同温度下对Ⅰ型胶原蛋白进行了拉曼光谱测定。结果表明：随温度的升高，多数谱线向低波数移动，但CH2的变形振动谱线1302cm^-1向高波数移动，苯丙氨酸的特征振动谱线1003cm^-1的波数基本保持不变。同时还给出了拉曼谱线强度随温度的变化关系，得到了0，40，68，90℃四个变性峰，其中40，68℃的峰与DSC(差示扫描量热法)和SHG(二次谐波法)的测量结果一致，0℃的峰为冰冻相变，90℃的变性峰为胶原的二级结构被破坏所致。当温度达到150℃时，谱线强度显著降低，大部分谱线消失，胶原的一级结构遭到破坏。实验还发现胶原纤维在低温区具有较好的复性特性。     

超支化胶原纤维吸附剂对Cr(VI)的吸附特性和机理研究

超支化聚合物改性胶原纤维(CF-HBPN)作为吸附剂处理含Cr(VI)模拟废水,研究了CF-HBPN吸附Cr(VI)时溶液pH、吸附剂用量和Cr(VI)初始浓度等对去除效率的影响;采用XPS,SEM-EDS等分析检测方法对CF-HBPN表面组成和结构进行表征,探索吸附机理.结果显示:CF-HBPN对Cr(VI)的去除率随溶液pH降低而升高,在pH为3.0时达到最大,随吸附剂用量增大而增大,随Cr(VI)初始浓度增加而减小.CF-HBPN对Cr(VI)的吸附容量随吸附剂用量增加而减小,随Cr(VI)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定.30℃时,4.0 g L-1的CF-HBPN对50 mg L-1Cr(VI)溶液的去除率可达99.57%,最大吸附容量为38.94 mg g-1.0.18 mol L-1的NaOH溶液对吸附Cr(VI)后的CF-HBPN解吸效果最好.SEM-EDS分析结果表明CF-HBPN表面较粗糙,是一种具有空间网状结构的材料,吸附过程存在离子交换.XPS分析结果表明Cr(VI)主要吸附在CF-HBPN表面,铬酸根阴离子与质子化氨基的静电吸附作用为主要吸附作用.     

胶原纤维接枝多酚负载钯-镍双金属催化剂的制备及其催化硝基苯的加氢性能

 以胶原纤维 (CF) 接枝表棓儿茶素棓酸酯 (EGCG) 为载体, 制备了新型 Pd-Ni/CF-EGCG 催化剂. EGCG 作为“桥分子”对 Pd-Ni 纳米粒子起着分散和锚定作用. 通过热重分析、扫描电镜、透射电镜、X 射线光电子能谱和 X 射线衍射对该催化剂进行了表征. 结果表明, 该催化剂具有规整的纤维结构, 在纤维表面形成了高分散的平均粒径为 2.2 nm 的 Pd-Ni 合金颗粒. 液相硝基苯催化加氢反应结果表明, 当 Ni 和 Pd 摩尔比为 0.8 时, Pd-Ni/CF-EGCG 催化剂具有最佳的双金属协同作用, 在 308 K 和 1.0 MPa 氢压下, 加氢速率达 237 min?1, 比单金属的 Pd/CF-EGCG 快 1 倍, 重复使用 5 次后仍具有较高的催化活性.