碳纳米管催化湿式氧化苯酚和苯胺的研究

以多壁碳纳米管(MWNTs)作为催化剂,在间歇反应装置中开展了催化湿式氧化苯酚和苯胺的活性和稳定性研究,并采用SEM和TEM对MWNTs的结构进行表征.结果表明.MWNTs-B在湿式氧化反应中是高活性、稳定性的催化剂.在160℃,2.5MPa,苯酚和苯胺的浓度分别为1 000 mg/L和12 000 mg/L,催化剂投加量为1.6 g/L条件下,MWNTs-B催化湿式氧化苯酚试验中,反应120 min,苯酚和COD去除率分别为100%和86%;相同条件下,湿式氧化苯胺试验中,反应120 min,苯胺和COD的去除率分别为83%和68%.MWNTs表面的官能团是MWNTs具有高催化活性的重要原因.     

氧氟沙星在碳纳米管上的吸附机制研究

碳纳米管吸附氧氟沙星(OFL)是控制其在水体中归趋的一种有效方法.本研究讨论了多壁碳纳米管及其共混酸处理产物(MWCNTs和MWCNTs-O)对于氧氟沙星的吸附过程.考察了吸附动力学、吸附等温线、pH的影响和解吸过程.结果表明,吸附动力学曲线符合准二级动力学模型,OFL在MWCNTs-O上的平衡吸附量较大;Langmuir模型和Freundlich模型都能很好拟合吸附过程;pH在6.0~10.0时,平衡吸附量下降很快;解吸过程出现了解吸滞后现象,在MWCNTs-O上更为明显.吸附热力学分析表明OFL在碳纳米管上的吸附作用力为分子间作用力,MWCNTs-O上较多含氧官能团的引入为OFL分子的吸附提供了较多的吸附点,有利于OFL分子和碳纳米管之间形成相对作用力较强的氢键,该作用力主导了OFL在碳纳米管上的吸附,解释了试验现象.     

碳纳米管生殖毒性及其毒作用机制研究进展

随着碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)在各个领域应用的增加,人们接触到CNTs的几率也随之增加,越来越多的人开始关注CNTs对于人体是否具有毒性及其毒性的大小,近些年的体内和体外研究显示,CNTs可对生物体(如小鼠、斑马鱼、赤子爱胜蚓等)生殖系统产生毒性并遗传给后代,影响后代生长发育。本综述主要从CNTs种类、官能化和CNTs悬浮液中团聚体尺寸及所含杂质3个方面探讨CNTs的生殖毒性及毒作用机制,以及影响其毒性及毒作用机制的因素,从而为CNTs更加安全有效的应用提供依据。     

碳纳米管对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的毒性效应及其作用机制

以嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）为实验菌株,探讨不同条件下碳纳米管（CNTs）对其生长的影响,并采用SEM、EDS和FT-IR等手段分析CNTs对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的毒性机制。实验结果表明,CNTs对Acidithiobacillus ferrooxidans生长有抑制作用,并随着CNTs剂量的增加,毒性增大。在CNTs投加量为500 mg/L时,培养40 h后菌株的生长量OD420达到最大值0.117,低于空白组的0.163。培养温度和培养基的pH对CNTs的细胞毒性效应有较大影响,在菌体生长的适宜条件下（pH 3.0,温度为30℃）,CNTs对菌体的毒性最强。SEM、EDS和FT-IR分析结果显示,CNTs附着在细胞表面,与细胞表面的羟基、氨基等基团相互作用,并可能诱发菌体细胞产生活性氧自由基（ROS）,从而导致细胞死亡。     

用碳纳米管-纳米TiO2/Nafion修饰电极测定对苯二酚

利用Nation(商品名,杜邦公司生产的一种聚四氟乙烯阳离子交换膜)的成膜作用,将纳米TiO2和碳纳米管同时负载到玻碳电极表面,制得碳纳米管-纳米TiO2/Nafion修饰电极,研究了对苯二酚在该修饰电极上的循环伏安电化学行为.实验结果表明:与玻碳电极相比,该修饰电极在对苯二酚的0.1 mol/L H2SO4溶液体系中...     

改性碳纳米管原始样品吸附亚甲基蓝的性能研究

利用直接制备的碳纳米管原始样品作为染料亚甲基蓝的吸附剂,采用次氯酸钠溶液对于碳纳米管原始样品进行表面修饰改性,改性处理后碳纳米管对亚甲基蓝吸附性较好,本工艺简单有效,所获得的吸附剂具有磁性,吸附过后用磁铁易于达到固液分离的效果.吸附性能结果表明:本吸附剂对水溶液中亚甲基蓝的吸附在60 min基本达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.99).改性后的磁性碳纳米管吸附亚甲基蓝的平衡吸附量qe与亚甲基蓝溶液的平衡浓度Ce的关系满足Langmuir(R2>0.99)、Freundlich(R2>0.91)以及Dubinin-Radushkevich(D-R)(R2>0.92)等温吸附模型.通过Langmuir模型计算可知改性磁性碳纳米管对亚甲基蓝的最大吸附容量为101.6 mg.g-1,由D-R模型计算结果可以推断,次氯酸钠改性后的磁性碳纳米管对水溶液中亚甲基蓝的吸附机理以化学吸附为主.     

Factors influencing antibiotics adsorption onto engineered adsorbents

The study evaluated the adsorption of two antibiotics by four engineered adsorbents (hypercrosslinked resin MN-202, macroporous resin XAD-4, activated carbon F-400, and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT)) from aqueous solutions. The dynamic results demonstrated the dominant influence of pore size in adsorption. The adsorption amounts of antibiotics on XAD-4 were attributed to the hydrophobic effect, whereas steric hindrance or micropore-filling played a main role in the adsorption of antibiotics by F-400 because of its high microporosity. Aside from F-400, similar patterns of pH-dependent adsorption were observed, implying the importance of antibiotic molecular forms to the adsorption process for adsorbents. Increasing the ionic concentration with CaCl2 produced particular adsorption characteristics on MWCNT at pH 2.0 and F-400 at pH 8.0, which were attributed to the highly available contact surfaces and molecular sieving, respectively. Its hybrid characteristics incorporating a considerable portion of mesopores and micropores made hypercross linked MN-202 a superior antibiotic adsorbent with high adsorption capacity. Furthermore, the adsorption capacity of MWCNT on the basis of surface area was more advantageous than that of the other adsorbents because MWCNT has a much more compact molecular arrangement.     

Ti/TiO2NTs/PANI/PbO2-CNTs电极的制备及煤气管道水封水的预处理

利用阳极氧化法和电化学沉积法,在传统Ti/PbO2电极中引入二氧化钛纳米管(TiO2NTs)和导电聚苯胺(PANI)新型复合中间层,并在PbO2表层掺杂改性碳纳米管(CNTs),成功制备了Ti/TiO2NTs/PANI/PbO2-CNTs电极,并将其用于煤气管道水封水的预处理.实验结果表明:TiO2NTs/PANI复合...     

碳纳米管吸附环境重金属机制研究——理论计算进展

重金属污染严重威胁着生态环境的平衡与稳定.碳纳米管因其比表面积较大,官能团丰富以及结构稳定等特性,对重金属离子具有良好的吸附能力,是废水处理中一种具有广泛应用前景的纳米材料.近年来,随着计算机技术和量子理论的不断发展,理论计算发展迅速.理论计算能够从微观角度分析吸附剂与吸附质之间可能存在的相互作用,探究两者之间的作用机理,为解释实验现象提供理论参考.本文从理论计算角度,以静态密度泛函理论计算与动态分子动力学模拟两方面,总结了碳纳米管在吸附重金属方面的研究进展.从碳纳米管的计算模型、优化结构、电子特性和能量等角度进行分析综述,探究碳纳米管与重金属离子之间的相互作用机理,以期能够为碳纳米管等纳米材料在废水处理中的广泛应用提供理论支持.