钴氧化物纳米催化剂的制备及对N2O的分解

用微乳液法制备了表面经硬脂酸修饰的４种不同价态的钴氧化合物纳米微粒。初步摸索了合成了最佳条件，利用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＩＲ等测试手段对制备的钴纳粘催化剂的物相，粒子的形貌的粒度及钴物纳米微粒与表面活性剂有 机苈间的结合方进行了表征。结果表明制得的纳米微粒呈球状，粒度随热处理温度升高而增大，ＣＯＯ－与Ｃｏ（Ⅱ，Ⅲ）离子间以化学键相结合。利用流动法固定术反应器研究了钴氧化物纳米催化剂对Ｎ２Ｏ的催化分解活性     

纳米零价铁的制备及其在环境中的应用进展

纳米零价铁比表面积大、表面能高、还原性强,对环境污染物具有良好的去除效率,是目前国内外研究的热点。对纳米零价铁的常规物理、化学制备方法及一些新型制备方法进行了详细介绍,总结了纳米零价铁在环境领域的最新应用进展。重点探讨了提高纳米零价铁反应效率而采用的最新方法和技术,如表面修饰(表面改性、固体负载、纳米双金属)、纳米零价铁与芬顿反应、超声、电场、磁场等技术应用耦合等。提出了纳米零价铁在环境领域中尚存在的科学问题,并对该技术的应用前景进行了展望。     

纳米二氧化硅改性聚酰胺复合膜及其抗污染性能

采用经3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）修饰的纳米二氧化硅（SiNPs）,对正渗透聚酰胺复合膜（TFC）进行抗污染改性.在静电吸附作用下,APTMS-SiNPs可通过表面涂覆的方式接枝在带负电的TFC表面,以提高膜的亲水性和抗污染效能.改性后,大量纳米材料成功接枝在膜表面,膜表面的接触角降低了54%,而膜电位和表面粗糙度无明显变化.采用海藻酸钠作为代表污染物,对原膜和改性膜的动态污染行为进行探究,通过监测污染阶段的通量变化和膜表面滤饼层含量,发现改性膜在膜污染后期表现出优良的抗污染性能,最终通量衰减降低了28%,膜表面滤饼层含量减少了35%.改性膜的抗污染性能主要归因于APTMS-SiNPs带来的膜表面亲水性的大幅提高.     

腐殖酸定向修饰Ce-Co铁基生物焦汞吸附机理

使用腐殖酸对铁基改性生物焦进行定向修饰,并借助固定床吸附装置考察改性后生物焦汞吸附性能,探究了不同腐殖酸负载量下的铁基改性生物焦的汞吸附能力.采用BET、XPS、FTIR表征手段,考察了定向修饰后生物焦的孔隙结构、表面元素价态及表面功能基团的组成,通过SEM扫描电镜探究生物焦微观形貌,并利用EDS能谱分析生物焦表面活性金属成分分布.结果表明,使用腐殖酸对铁基改性生物焦定向修饰后的生物焦汞脱除性能大幅提高,使用5%质量分数包裹后的生物焦汞脱除性能最高,3h单位累积汞吸附量为18025ng/g,相较于未被修饰的铁基改性生物焦汞吸附性能提高65%;负载腐殖酸后的生物焦以介孔为主,表面活性金属种类丰富,有利于单质汞的氧化;样品表面羧基、醇羟基等含氧官能团数量增加,定向修饰后生物焦表面出现大量氨基等利于重金属吸附的含氮官能团;定向修饰后的生物焦表面出现团聚现象,包裹量过高会将生物焦表面活性位点完全包裹,阻碍了氧化还原反应的进行,不利于汞的进一步氧化;汞在生物焦表面的吸附过程同时存在化学吸附与物理吸附.     

绿色纳米零价铁材料在环境修复应用中的改性技术探究

在坚持绿色低碳可持续发展的背景下,环境友好型材料已成为当前生态环境修复领域的研究热点。纳米零价铁（nZVI）由于具有高比表面积、强还原能力和绿色安全无毒等优点,在环境污染修复中应用前景广阔。本文系统总结了nZVI改性技术的最新研究进展并对其存在的相关问题进行了探讨,其中包括固体载体抑制nZVI团聚、物理化学法处理nZVI表面氧化壳层、nZVI掺杂贵金属改性、n ZVI表面硫化改性、大分子有机化合物修饰nZVI表面等,最后对nZVI技术应用的未来发展趋势进行了展望。     

纳米铂微粒电极催化氧化有机污染物的研究

采用电化学阴极还原-阳极氧化方法制备了纳米铂微粒电极.电极表面的微观结构表征表明,铂微粒在三维网状的氧化钛膜孔道中呈均匀、高度分散状态,且粒径细小,铂微粒充分裸露,使得纳米铂微粒电极活性点多,电催化性能高.采用循环伏安法研究了铂微粒电极对有机小分子代表性物质甲醇的电催化氧化行为.结果表明,在酸性、中性和碱性介质中纳米铂微粒电极对甲醇的电催化氧化性能均明显优于光滑铂片电极,甲醇在纳米铂微粒电极上产生的氧化电流密度比光滑铂片电极高100倍以上.2种铂电极催化氧化降解甲醇、苯酚和甲基橙3种有机物时,纳米铂微粒电极的平均氧化电流效率是光滑铂片电极的数倍,这进一步表明纳米铂微粒电极对有机污染物具有良好的催化氧化降解能力.     

改性壳聚糖吸附剂的合成及对镉离子的吸附性能

通过丁二酸酐、可分散的纳米二氧化硅(简称DNS)和壳聚糖经过系列反应得到改性壳聚糖。通过FTIR光谱、热重分析和SEM研究了改性壳聚糖的性能。FTIR表明壳聚糖与DNS通过丁二酸酐桥连为一个高分子聚合物;扫描电镜分析结果显示,改性壳聚糖呈现近似球状,形成了一些孔和缝隙分布于微粒的表面及内部;热重分析结果表明,改性壳聚糖的热性能有较大提高。研究了改性壳聚糖微粒吸附Cd2+时pH值、时间、用量对吸附的影响,结果表明其吸附最佳条件为:pH=5,吸附时间为2 h,吸附剂的投加量为0.1 g。改性壳聚糖具有较强的吸附Cd2+的能力,其吸附量最高可达3.789 8 mmol/g,吸附率最高可达79.12%。     

碳纳米管接枝聚乙二醇负载ZnO的制备与表征

利用聚乙二醇接枝的多壁碳纳米管（MWNT-g-PEG）作为介质,在低温下,通过溶胶-凝胶法在PEG修饰后的MWNT表面负载花瓣状的纳米氧化锌（ZnO）。通过X射线衍射、红外波谱、扫描电镜和透射电镜对MWNT-g-PEG/ZnO纳米复合材料进行表征和分析。结果表明ZnO纳米粒子和MWNT之间结合紧密,ZnO的尺寸比较均一,推测了ZnO纳米粒子在MWNT表面的生长机理。MWNT表面的PEG对ZnO的负载起着重要的作用,它是ZnO原位生长的活性点。     

纳米CNTs/Fe_3O_4修饰石墨电极电Fenton降解苯酚

以多壁碳纳米管(CNTs)为载体,采用共沉淀法制得纳米CNTs/Fe3O4材料。对纳米CNTs/Fe3O4材料进行了TEM、XRD表征。合成的纳米CNTs/Fe3O4材料修饰石墨电极用作阴极,并对苯酚进行电化学降解研究。考察了电压、pH值对苯酚降解的影响,在优化的条件下,电压为5 V、pH值为5、对150 mg/L苯酚原液降解120 min,降解率可达92%。探讨了纳米材料修饰石墨电极的电化学行为,表明纳米CNTs/Fe3O4材料修饰电极能够促进O2生成H2O2,纳米Fe3O4中的Fe与H2O2发生Fenton反应,产生·OH氧化降解苯酚。     

固定化漆酶磁性纳米材料的合成及对合成染料的降解

介绍了一种温和无损固定化漆酶的方法,并研究了其对合成染料的降解行为。首先采用共沉淀法合成乙二胺四乙酸(EDTA)功能化的磁性纳米粒子,并以Cu2+为桥基,通过螯合作用将漆酶固载于EDTA功能化的磁性纳米粒子表面。通过透射电镜、紫外-可见光谱仪等对磁性固定化漆酶纳米材料进行了表征。固定化漆酶磁性纳米材料尺寸在15 nm左右,具有良好的磁响应能力,漆酶固定化率可达223 mg/g;在最佳降解条件下,其对孔雀石绿和碱性品红均表现出良好的降解能力;同时固定化漆酶具有较高的稳定性和重复使用性,便于回收利用。     

PDMS/Fe3O4/还原氧化石墨烯气凝胶复合材料的合成及其油水分离应用研究

近年来海上石油泄漏事件频发,不仅造成石油资源的浪费,还导致严重的生态和环境风险.因此,如何兼顾环境效益和经济效益治理海洋石油污染是目前亟待解决的问题.该文设计、制备了一种高效油水分离材料,以氧化石墨烯（GO）作为模板,负载纳米Fe₃O₄粒子,经聚二甲基硅氧烷（PDMS）改性,最终获得疏水亲油的PDMS/Fe₃O₄/还原氧化石墨烯气凝胶复合材料（RGA）;并利用多种现代表征方法测试材料的表面官能团、疏水性、热稳定性和微观形貌特征,利用吸油测试及重复试验测试其性能.结果表明:①改性后GO含氧官能团数量下降,水、油接触角测量结果表明RGA的亲水角为133.36°,亲油角为44.44°,具有较高疏水亲油性.②RGA的热稳定性较强,孔隙结构发达,油可填充在气凝胶微纳米结构形成的空隙中.③RGA质量轻,机械强度强,吸油量最多可达自重的18倍,对不同油水混合物均有较好的吸附能力且可重复使用,具有良好的吸油性能.研究显示,RGA具有质量轻、易回收、疏水亲油性良好、可重复使用等优点,具有大规模应用的潜力.      

氧化改性活性炭纤维吸附材料制备及其性能研究

目的以不同浓度的双氧水溶液对活性炭纤维进行氧化改性,制备SO_(2)、NO_(x)腐蚀气氛吸附材料。方法采用红外光谱、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等表征方式,揭示双氧水改性对活性炭纤维孔隙结构、表面物理化学性质、吸附性能的影响,并将装有吸附材料的防护包装贮存于湿热海洋气候环境中,验证腐蚀气氛控制效果。结果双氧水改性活性炭纤维后,其表面官能团未发生变化,比表面积先减小、后增大。改性后,活性炭纤维表面活性位点有所增加,对应的吸附性能显著增加,30%双氧水改性活性炭纤维对SO_(2)、NO_(2)、NO的饱和吸附量分别为100、153、128 mg/g,与改性前相比,分别提高了67%、180%、137%。应用吸附材料的防护包装内部腐蚀气氛浓度在3个月内几乎为0。结论双氧水改性活性炭纤维具有良好的腐蚀气氛吸附性能,在长贮微环境中具有良好应用前景。     

功能化凹凸棒吸附材料的制备及其对重金属废水中Pb2+的吸附行为

重金属离子废水会对人体健康和环境造成严重威胁,吸附法是去除重金属废水中重金属离子的重要方法.对凹凸棒土（ATP）接枝磁性Fe₃O₄纳米粒子,再使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）进行改性,制备了具有良好吸附性能的凹凸棒复合纳米材料吸附剂（ATP-Fe₃O₄-APTES）,并将其用于重金属离子废水的处理.利用FT-IR、XRD、SEM及TEM、BET吸脱附法、Zeta电位和VSM分析等方法对材料的结构和表面性质进行了分析表征.研究了所制备材料对重金属离子Pb²⁺的吸附行为,考察了溶液pH、吸附时间、吸附温度和Pb²⁺初始浓度等因素对材料吸附性能的影响作用,探讨了吸附过程的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学行为.结果表明,材料对Pb²⁺的最大吸附容量为129.32 mg·g^-1.吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式,表明材料对Pb²⁺的吸附是单分子层化学吸附;吸附热力学分析表明,吸附过程是一个自发的吸热过程,吸附驱动力主要来自吸附材料表面-NH₂与Pb²⁺之间的配位作用.综上,所制备功能化磁性凹凸棒吸附材料对重金属离子具有良好的吸附性能,有望用于重金属离子废水的处理.     

Cu/ZnO-RGO的抗菌性能及应用

采用溶胶-凝胶法制备铜锌复合氧化物（Cu/ZnO）,并将Cu/ZnO纳米粒子负载到还原氧化石墨烯（RGO）表面制备Cu/ZnO-RGO复合材料.对Cu/ZnO-RGO复合材料进行表征分析及抗菌性能考察,结果表明,Cu/ZnO纳米粒子成功负载在RGO表面,负载前后Cu/ZnO纳米粒子形态不发生改变,复合材料纯度较高.Cu/ZnO-RGO复合材料对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌均有着优异的抗菌性能,可以破坏细菌细胞膜,导致细菌内容物流出,延长细菌进入对数生长期所需的时间.当RGO质量分数为15%?Cu/ZnO-RGO复合材料使用量为120μg/mL时,在循环冷却水系统中作用2h即可拥有96.76%的抗菌率.     

Poly[β-(1→4)-2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose] based zero valent nickel nanocomposite for efficient reduction of nitrate in water

Chemical reduction of nitrate using metal nanoparticles has received increasing interest due to over-dependence on groundwater and consequence health hazard of the nitrate ion. One major drawback of this technique is the agglomeration of nanoparticles leading to the formation of large flocs. A low cost biopolymeric material, poly [β-(1 → 4)-2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose] (β-PADG) obtained from deacetylated chitin was used as stabilizer to synthesize zero valent nickel (ZVNi) nanoparticles. The β-PADG-ZVNi nanocomposite was characterized using infra red (IR), UV-Vis spectrophotometric techniques and Scanning Electron Microscope (SEM). The morphology of the composite showed that β-PADG stabilized-ZVNi nanoparticles were present as discrete particles. The mean particle size was estimated to be (7.76 ± 2.98) nm and surface area of 87.10 m²/g. The stabilized-ZVNi nanoparticles exhibited markedly greater reactivity for reduction of nitrate in water with 100% conversion within 2 hr contact owing to less agglomeration. Varying the β-PADG-to-ZVNi ratio and the ZVNi-to-nitrate molar ratio generally led to a faster nitrate reduction. About 3.4-fold difference in the specific reaction rate constant suggests that the application of the β-PADG-stabilizer not only increased the specific surface area of the resultant nanoparticles, but also greatly enhanced the surface reactivity of the nanoparticles per unit area.     

新型高效改性材料在重金属废水处理中的应用

使用原始吸附材料,如微生物、有机或无机材料等吸附废水中的重金属时,通常呈现较低的吸附性能,其吸附量通常都低于30mg/g。因此,研究者更多地关注提高各种吸附材料的吸附能力。国内外一些研究者采用新型、高效的物理或化学改性技术对吸附材料进行表面改造,如将高聚物接枝融合到菌体表面、表面分子印迹吸附剂、固定化微生物、酸改性处理有机或无机材料等,与常规材料相比,改性后材料对重金属的最大吸附容量一般可提高到100mg/g以上。随着各种改性技术的不断成熟,利用改性材料吸附重金属废水将成为今后研究重金属废水处理的主流方向。     

镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响

目的 通过研究镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响,开发并提升工业应用价值较高的非晶态镍-磷镀层.方法 采用镁硼硅晶膜改性处理技术,在45#钢基材上制备Ni-P化学镀层,通过扫描电子显微镜等设备,检测处理后镀层的微观形貌、组织结构和耐磨耐蚀性能,结合镁硼硅水体活化表征,分析镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷镀层的强化机理.结果 相比传统的Ni-P镀层,镁硼硅改性晶膜处理的Ni-P镀层表面平整,分布均匀,表面致密度明显提升,摩擦因数减小了约32％,腐蚀电位正移221 mV,腐蚀电流为原来的1/2,腐蚀质量损失速率明显较低,耐腐蚀性能更为优异.经过镁硼硅改性晶膜处理的水体分子团明显减小,活性提升,这说明经过处理后的水体易于溶解来自复合陶瓷中的硅石和硼素等物质,在Ni-P镀层形成致密的晶膜,提高镀层的综合防护性能.结论 经过镁硼硅晶膜改性处理后,Ni-P镀层表面致密度和耐磨耐蚀性能有了明显的提升,具有更为宽广的工业应用价值.     

3,5-二硝基水杨酸表面修饰纳米Ti2吸附对硝基苯酚

化学吸附法合成3,5-二硝基水杨酸表面修饰的TiO₂纳米粒子,TiO₂表面修饰后呈浅黄色,TiO₂表面羟基与3,5-二硝基水杨酸发生类似于醇和酸间的酯化反应.表层链接有苯环,极性减弱,非极性增强,在水、苯、乙醇中均分散性良好,与芳香族污染物的亲合力增强,有利于吸附去除芳香族污染物.表面修饰的TiO₂纳米粒子20mg,在最佳吸附pH值3、吸附时间10min,对100mL对硝基苯酚(3～10 mg/L)的吸附率可由改性前的43%增至99.9%.该法吸附效率高,可直接达到一级排放标准,提供了深度处理对硝基苯酚废水的新方法.     

Surface modification of die steel materials by EDM method using tungsten powder-mixed dielectric

Surface modification by material transfer during electrical discharge machining (EDM) has emerged as a key research area in the last decade. Material may be provided to the machined surface of the workpiece by the eroding tool electrode or by using powder-mixed dielectric. Breakdown of the hydrocarbon dielectric contributes carbon to the plasma channel which may also cause surface modification. The present work has investigated the response of three die steel materials to surface modification by EDM method with tungsten powder mixed in the dielectric medium. Taguchi experimental design technique was used to conduct the experiments on each work material independently. Peak current, pulse on-time and pulse off-time were taken as variable factors and micro-hardness of the machined surface was taken as the response parameter. X-ray diffraction (XRD) and spectrometric analysis show substantial transfer of tungsten and carbon to the workpiece surface and an improvement of more than 100% in micro-hardness for all the three die steels. Presence of tungsten carbide (WC and W₂C) indicates that its formation is taking place in the plasma channel. Machining parameters for the best value of micro-hardness for each work material were found to be the same.     

Recent developments of surface complexation models applied to environmental aquatic chemistry

1　ＢａｃｋｇｒｏｕｎｄＩｎｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ,ｖａｒｉｏｕｓｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｗｉｔｈａｄｖｅｒｓｅｉｍｐａｃｔｓ (ｅ .ｇ .,ｔｏｘｉｃｉｔｙ ,ｍｕｔａｇｅｎｉｃｉｔｙａｎｄｌｅｔｈａｌｉｔｙ)ａｒｅｕｓｕａｌｌｙａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｐａｒｔｉｃｌｅｓ,ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｓ .Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ,ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｅｃｏｍｐｌｅｘｐａｒｔｉｃｌｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｕｓｉｎ…