纳米材料特性及其在环境保护领域的应用

纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料。纳米技术作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术,它将成为众多技术的创新动力。本文概述了纳米材料的形态、特殊性质以及纳米材料的应用,以使大家更清楚地认识纳米材料,并了解其在环保领域的应用现状与前景。     

纳米气敏材料的研究与发展趋势

各种气体尤其是对可燃性气体和毒性气体的检测和监控已成为企业当前急需解决的问题之一。纳米技术对提高气敏材料的灵敏度、选择性和长期稳定性有重要的作用,并且能降低工作温度和缩短温度的响应时间。文中论述了氢气、硫化氢、碳氢化合物、氮氧化合物、乙醇、丙酮等气体的纳米气敏材料的研究现状,并对其发展的趋势进行了预测。     

Sonocatalytic degradation of methyl orange in the presence of (nanometer and ordinary) anatase TiO2 powders

The nanometer and ordinary anatase titanium dioxide(TiO2 ) powders were adopted as the sonocatalysts for the degradation of methyl orange used as a model compound for the first time. It was found that the sonocatalytic degradation effect of methyl orange in the presence of TiO2 powder were much better than that without TiO2, but the sonocatalytic activity of the nanometer anatase TiO2 particle was obviously higher than that of ordinary anatase TiO2 particle. Although there are many factors influencing sonocatalytic degradation of methyl orange, the experimental results showed that the best degradation ratio of methyl orange could be obtained when the experimental conditions were: initial concentration 15 mg/L, nanometer anatase TiO2 adding amount 750 mg/L, ultrasonic frequency 40 kHz, output power 50 W, pH = 3.0 and temperature 40℃ within 150 min. In addition, the catalytic activity of reused nanometer anatase TiO2 catalyst was also studied and found to decline gradually comparing with initial nanometer anatase TiO2 catalyst. All experiments indicated that the method of the sonocatalytic degradation of organic pollutants in the presence of TiO2 powder was an advisable choice for non-or lowtransparent organic wastewaters.     

应用流式细胞分析技术研究微纳尺度SiO2对雄性大鼠睾丸生精细胞的毒性作用

为了进一步研究纳米与微米尺度SiO2对雄性大鼠的生殖毒性作用,选择不同剂量的纳米SiO2(20～40nm)与微米SiO2(1～10μm),采用气管滴注方式对雄性Wistar大鼠分组染毒.于染毒5周后处死大鼠,应用流式细胞技术对睾丸生精细胞进行分析.结果表明:1)高、低剂量纳米SiO2组及高剂量微米SiO2组细胞凋亡率均显著高于对照组;2)与对照组相比,高、低剂量纳米SiO2组及高剂量微米SiO2组1C细胞显著减少,4C细胞显著增加;3)与对照组相比,高剂量纳米SiO2组和高剂量微米SiO2组G0/G1期细胞比例显著降低,高剂量纳米SiO2组G2/M期细胞比例显著增加.结果提示纳米SiO2能够阻滞细胞周期进程,诱导生精细胞凋亡;与微米SiO2相比,纳米SiO2对大鼠睾丸生精细胞的损伤有更严重的趋势.     

B／Y^3＋共掺杂纳米TiO2催化剂的制备及其降解甲醛的光催化性能评价

为了提高室内环境空气质量,本论文开展了光催化剂制备的研究。本论文采用溶胶-凝胶法制备B／Y^3＋共掺杂TiO2复合光催化材料,以甲醛为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性,对不同掺杂对光催化活性的影响、光催化剂的稳定性进行了分析。B／Y^3＋共掺杂TiO2复合光催化材料大大提高了催化剂的活性,对甲醛降解有较高的效率。     

纳米双金属体系催化降解有机氯化物研究进展

综述了国内外在双金属体系催化降解氯代芳香烃及衍生物、氯代脂肪烃、有机氯农药等有机氯化物领域的研究情况,简要分析了纳米双金属体系的还原脱氯反应机理和优缺点,并讨论了该研究领域的发展前景。     

超临界干燥制备TiO_2/蒙脱土光催化剂及性能研究

文章采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法制备了纳米级TiO2/蒙脱土光催化剂,以苯酚光催化降解为反应模型,探讨了煅烧温度、不同用量的蒙脱土对光催化活性的影响。研究结果表明,煅烧温度为600℃,蒙脱土为44.1%时制的TiO2/蒙脱土光催化剂的光催化性能最好。并用XRD、TEM等手段进行了表征。TiO2以锐钛矿型形式存在。由超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,比表面积大,光催化活性高等特点。     

纳米羟基磷灰石的制备及其对Pb2+的吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备了纳米羟基磷灰石(n-HAP),使用FTIR、XRD、气体吸附仪等表征了n-HAP的物相及微观结构,并研究了n-HAP对模拟含Pb2+废水中Pb2+的吸附特性。实验结果表明:所制备的n-HAP粒径为24.39 nm,比表面积为53.50 m2/g,孔体积为0.32 cm3/g;n-HAP对Pb2+的去除率随吸附时间、吸附温度和溶液pH(小于6.5的实验范围)的增加而增大,随初始Pb2+质量浓度增大而减小;n-HAP对Pb2+的吸附较符合准二级吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤;Langmuir吸附等温方程比Freundlich吸附等温方程更适合描述n-HAP对Pb2+的吸附热力学行为,Pb2+在n-HAP上的吸附符合单分子层吸附形式。     

纳米氧化锌的制备及其对对硝基氯苯的降解

采用蒸发氧化法制备纳米ZnO。当炉温为1100℃、空气流量为0．6m^3／h、锌粒加入量为5g时,得到高纯度类四锥体和柱形纳米ZnO。以该ZnO为光催化剂,对对硝基氯苯进行光催化氧化,考察了ZnO的加入量、对硝基氯苯的初始浓度、溶液pH等对对硝基氯苯降解率的影响。在ZnO质量浓度为0．5g／L、对硝基氯苯质量浓度为30mg／L、pH为7、光照时间为100min的条件下,对硝基氯苯降解率为98％。     

纳米材料ZrO2颗粒液相吸附去除联苯胺研究

通过静态试验方法研究了ZrO2 纳米颗粒液相吸附联苯胺的性能 ,结果表明 ,虽然联苯胺均可与ZrO2 纳米颗粒表面羟基及水分子形成氢键 ,但它与ZrO2 纳米颗粒表面羟基之间形成的氢键稍强 ,吸附去除效果较好 ,该吸附体系很好吻合Freundlich和deBoer Zwikker吸附等温式 ,热分析显示联苯胺与ZrO2 纳米颗粒表面之间的吸附成键作用较弱。