化学改性对碳纳米管催化剂结构和活性的影响

采用经过臭氧、空气和混酸（HNO3-H2SO4）化学改性的多壁碳纳米管（MWNTs）作为催化剂，用扫描电子显微镜（SEM）、FT—IR、Raman、XPS分析方法对MWNTs进行结构表征。在间歇式高压反应釜中，以改性后的MWNTs作为催化剂，开展了催化湿式氧化苯酚的活性研究。结果表明：经改性的MWNTs具有较高的催化活性。在155℃和总压2．5MPa，苯酚初始浓度为1000mg／L，催化剂投加量为0．4g／L的条件下，液相臭氧改性方法处理的MWNTs表现出了良好的催化活性，反应120min后苯酚的去除率为100％，溶液的矿化率为72％。改性的催化剂表面生成的含氧官能团是MWNTs在催化湿式氧化反应中具有高活性的重要原因。     

M_xO_y/碳纳米管的低温选择性催化还原脱硝性能研究

采用等体积浸渍法制备了MxOy(M表示V、Mn、Cu、Fe)/碳纳米管(CNTs)4种催化剂,用BET法、透射电子显微镜(TEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)进行结构表征,并对其低温选择性催化还原(SCR)NO性能进行了考察和对比。结果表明,在NO为1248mg/m3、NH3为707mg/m3、O2为5%(体积分数)、气体总流量为700mL/min、反应温度为353～513K的条件下,不同催化剂存在不同的最佳活性温度,V2O5/CNTs催化剂在473K的较低温度下NO转化率达到最大,为82.9%;各催化剂活性均随着O2含量的增加先升高后降低,且变化幅度相似;在20～160min时,各催化剂活性随着反应时间的变化基本保持不变;催化剂活性均随氨氮比(NH3/NO)的增大先升高后降低,最佳NH3/NO为1.0(体积比)。     

负载型氧化铁对高毒气体PH3的催化分解

采用沉积-沉淀法制备了碳纳米管(CNTs)和二氧化硅(SiO2)负载的纳米Fe2O3催化剂,将其应用于高毒气体PH3分解反应.通过XRD,TEM,XPS,BET等一系列检测手段,对制备样品的相结构、形貌、组分和比表面积进行了表征.研究结果表明,在PH3催化分解反应过程,极少量的产物P迁移至Fe2O3中,形成金属磷化物FeP作为反应的活性相.与Fe2 O3/SiO2相比,Fe2O3/CNTs显示了较高的催化性能.在440℃反应温度下,Fe2O3/CNTs对PH3分解率达到99.8％.CNTs作为催化剂载体的优秀性能可归因于CNTs良好的导电性能和活性组分在其上的高度分散.     

CdS-TiO2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜（TEM）、比表面分析（BET）、X射线衍射（XRD）和紫外-可见吸收光谱（UV-vis）等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明：纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。     

包埋碳纳米管海藻酸钠凝胶球吸附苯酚的研究

研究了水溶液中碳纳米管及包埋固定于海藻酸钠凝胶球中的碳纳米管吸附苯酚的特性,测定了温度、pH值、转速等因素对吸附的影响,并对吸附剂进行了热脱附再生.绘制了吸附等温线,对吸附机理进行探讨.结果表明,碳纳米管及包埋于海藻酸钠凝胶球中的碳纳米管对苯酚的吸附平衡受pH和转速影响不显著,受温度影响显著,简单的热再生即有很好的再生效果.通过方程拟合,2种吸附剂对苯酚的吸附均符合Langmuir和Freundlich型吸附等温式.     

沉积物中不同浓度多壁碳纳米管对Cd和BDE-47生态毒性的影响

随着碳纳米管的广泛应用,其将不可避免地进入环境中.由于其具有极好的吸附亲和力和吸附容量,碳纳米管可以充当环境中持久性有毒污染物的载体,从而改变共存污染物的生物有效性和生态毒性.为评价淡水沉积物中不同多壁碳纳米管(MWCNTs)对Cd和BDE-47生态毒性的影响,采用沉积物慢性生物测试研究了不同浓度MWCNTs存在下Cd和BDE-47对铜锈环棱螺肝胰脏抗氧化防御系统关键成分超氧化物歧化酶(SOD)与Ⅱ相解毒反应的关键酶谷胱甘肽-S-转移酶(GST)以及脂质过氧化损伤指标丙二醛(MDA)的影响.结果表明,沉积物中低浓度MWCNTs(0.5 mg·g~(-1))增强Cd对铜锈环棱螺的氧化胁迫,中、高浓度(5、50 mg·g~(-1))MWCNTs引起Cd对铜锈环棱螺的氧化损伤,MWCNTs的存在显著增强了沉积物中Cd对铜锈环棱螺的毒性,而且具有浓度-效应关系;低浓度MWCNTs不影响BDE-47对铜锈环棱螺的毒性,中、高浓度MWCNTs显著降低BDE-47的毒性,同样具有明显的浓度-效应关系.因此,在评价MWCNTs的潜在环境风险时,不仅考虑MWCNTs自身的毒性,还应当考虑MWCNTs的浓度、共存污染物的种类和MWCNTs与共存污染物之间的相互作用.     

单壁碳纳米管致昆明小鼠脑组织的氧化损伤

单壁碳纳米管(single walled carbon nanotubes,SWCNTs)是纳米材料研究关注的焦点之一.尽管如此,关于其神经毒性的研究相对较少.本研究将SWCNTs以不同的浓度(0 mg·kg-1·d-1,3.125 mg·kg-1·d-1,6.25 mg·kg-1·d-1,12.5 mg·kg-1·d-1),通过腹腔注射于Kunming小鼠体内.神经行为学实验(旷场实验)结果表明,在一定浓度的SWCNTs作用下,小鼠的情绪受到一定的影响,具有抑郁症的特征,出现移动能力下降,紧张等现象.同时小鼠脑部组织的活性氧族(reactive oxygen species,ROS)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平升高(p0.05),还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)水平降低(p0.05),炎症因子白介素-1β(interleukin-1 beta,IL-1β)的水平升高(p0.05).组织学观察显示,随着染毒浓度的升高,脑海马锥体细胞的空泡化程度愈加明显,着色不均,锥体细胞顶状树突逐渐消失,细胞排列松散,尼氏小体消失.结论:一定浓度的SWCNTs可以导致小鼠脑组织发生病变,产生一定的神经毒性.     

碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜光催化活性及苯降解机理

通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外可见光漫反射谱(UV-vis)对碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖复合薄膜的晶体结构和形貌进行表征,以室内空气典型污染物气相苯为模型反应物,研究碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜的光催化活性及其对苯的光降解机理。结果表明,制备的碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜所具有的良好催化活性归功于碳纳米管、二氧化钛和壳聚糖三者的协调效应;气相苯光降解产生的主要中间产物是乙酸乙酯和十一烷,以及少量的丙烯醛、4-羰基-甲基-苯乙酮、十二烷烃、2,4,-二叔丁基苯酚、二十一烷烃。根据红外光谱分析与GC/MS分析结果,进一步提出了气相苯的降解机理过程。     

纳米碳材料及在环境保护中的应用前景

从气液固3相对纳米碳材料进行了分析和归类,并对纳米碳材料进行了定义.指出必须从大小和结构上定义纳米碳材料.对纳米碳材料的应用进行了归纳,并通过统计数据反映了目前我国的纳米碳材料的研究动态.