添加纳米TiO2的氯醚树脂的XPS分析

在紫外线老化前后,利用光电子能谱(XPS)研究了分别添加金红石型和锐钛型纳米TiO2的氯醚树脂。研究发现,氯醚树脂中氯、氧元素具有表面富积现象——趋肤效应,而钛和碳元素在内层聚集;添加颜料粒子越小,在表面含量越大;金红石型纳米二氧化钛紫外屏蔽性好,减缓树脂老化;而锐钛型纳米二氧化钛具有显著的光催化活性,加速树脂老化。因此,金红石型纳米二氧化钛将是一种有前途的紫外线吸收剂。     

磁性光催化剂TiO_2/Ti_3C_2/Fe_3O_4的制备及光催化Fenton降解苯胺

本文采用共沉淀法制备了磁性TiO_2/Ti_3C_2/Fe_3O_(4 )Fenton光催化剂,并通过SEM、TEM、XRD、FT-IR和UV-vis对其微观结构及性能进行了表征,以苯胺为目标降解物,考察了TiO_2/Ti_3C_2/Fe_3O_4的光降解性能。表征结果表明复合光催化剂饱和磁强度为13.88 emu/g,具有较强的顺磁性,可通过外加磁场回收利用。此外,光催化Fenton降解苯胺效率高达91.3%,通过机理分析表明这是因为光催化反应与Fenton反应间存在协同效应,有助于光生电子的转移和OH的产生,从而大幅提高了催化降解苯胺的性能。本文巧妙地将MXene材料与Fenton试剂结合构建光催化Fenton体系,这对新型二维材料MXene的深入研究具有重要意义。     

Zn(OH)2-4在针铁矿(010)晶面上化学吸附结构和稳定性的理论研究

采用周期性边界条件的密度泛函理论研究Zn(OH)2-4在针铁矿(010)晶面的吸附结构和稳定性,得到了Zn(OH)2-4吸附前后键长的变化规律.计算结果表明:当Zn(OH)2-4通过共用O原子在针铁矿表面发生吸附时,平均ZnbridgeO键长较自由Zn(OH)2-4的平均Zn-O键长有增长趋势,而平均Zn-O键长则有缩短趋势;Zn(OH)24在针铁矿(010)晶面进行化学吸附时,双角DC2吸附方式为优势吸附物种.各吸附构型的稳定性顺序为DC2＞SE1＞DC1＞SC1＞SC2.     

不锈钢表面纳米SnO2/TiO2复合薄膜制备及防腐蚀性能

采用溶胶凝胶法在不锈钢基体(304ss)上制备叠层式纳米SnO2/TiO2复合薄膜。使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征纳米复合薄膜材料的晶体结构和微观形貌,通过交流阻抗技术(EIS)和极化曲线(Polarization Curves)电化学方法研究不锈钢表面纳米复合薄膜在模拟海水体系中的腐蚀行为。结果表明:制备叠层式纳米复合薄膜TiO2为锐钛矿型,SnO2为金红石型;不锈钢表面构筑叠层式纳米SnO2/TiO2复合薄膜颗粒粒径小,分布均匀且表面致密。电化学测试表明,叠层式纳米SnO2/TiO2复合薄膜阻抗值高于TiO2薄膜,且对不锈钢基体阳极反应有明显钝化过程,具有良好防腐蚀性能;同时叠层式纳米SnO2/TiO2复合薄膜存在最优叠加SnO2层数,叠加3层SnO2的纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极防腐蚀性能最佳。     

rGO-TiO_2/ASC新型光催化剂用于烟气光氧化脱硝性能研究

采用一步溶剂热法制备了活化半焦负载还原氧化石墨烯掺杂二氧化钛新型负载型光催化剂,即rGO-TiO2/ASC。分别考察了高温水汽活化方法和还原氧化石墨烯rGO掺杂量对光催化脱硝性能的影响,并进一步探究光照条件、烟气氧含量和烟气湿度对NO氧化脱除的作用,得出新型负载型光催化剂rGO-TiO2/ASC光催化脱硝过程主要过程。结果表明,5%水汽高温活化半焦ASC的脱硝效率最高,反应4h后可达52%。rGO负载量为8%时,负载型光催化剂rGOTiO2/ASC脱硝性能4h后转化率达70.68%。有无O2对脱硝率影响较大,有无光照对其影响次之。无H2O时,脱硝率呈现先平稳后下降的趋势。新型负载型光催化剂rGO-TiO2/ASC的脱硝过程由光催化活性组分rGO-TiO2/ASC的光催化氧化和载体部分ASC的常规氧化两部分组成。     

海水中原油光降解与TiO_2光催化降解的比较研究

本文采取与海洋环境相似的条件(海水介质、UV-A光照),设计长实验周期30d,对单纯光降解和TiO_2催化降解原油的行为进行了比较研究,着重考察研究了TiO_2催化剂用量、硬脂酸包裹与否等条件对原油降解率的影响,通过紫外光谱、总有机碳分析仪、柱层析、气相色谱质谱(GC-MS)法,分析了原油水溶性成分(Water Soluble Fractions:WSF)、溶解有机碳(DOC)、原油组成的改变。结果表明原油光催化降解率高于光降解,TiO_2催化剂用量对原油降解率及WSF的组成和浓度有显著影响,催化剂是否包裹则影响不大。TiO_2质量分数为12.5%时原油降解率为39.14%,水体中DOC含量最高达到89.60mg/L,多环芳烃的降解率高达82.97%。估算的胶质降解率与芳香烃组分的降解率呈现正相关,光催化使得正构烷烃组分含量升高。     

密度泛函理论对ZrnPd团簇结构和性质的研究

用B3LYP/LANL2DZ方法对Zr_nPd(n =1—13)团簇的平衡几何结构、能量、频率、电子性质和磁性进行了计算.研究表明,Pd原子位于表面的异构体更为稳定,其中Zr₇Pd,Zr₁₂Pd团簇稳定性高,是幻数团簇;此外,相对于Zr_nCo与Zr_nFe团簇,Zr_nPd团簇参与化学反应的能力较弱,化学稳定性更     

二氧化钛纳米颗粒对序批式反应器中活性污泥胞外聚合物产量及其组分的影响

研究了二氧化钛纳米颗粒(TiO_2 NPs)浓度变化对序批式反应器(SBR)性能及活性污泥胞外聚合物(EPS)特性的影响。结果表明,TiO_2 NPs浓度为0~5mg/L时SBR对COD平均去除率高于91.07%,但TiO_2 NPs浓度为10~60mg/L时对SBR对COD的去除产生轻微抑制。NH_4~+-N平均去除率在整个运行过程中均高于98.10%,表明TiO_2 NPs浓度小于60mg/L时对SBR中硝化过程没有影响。磷去除率随着TiO_2 NPs浓度从0mg/L增加到5mg/L而逐渐降低,随后在TiO_2 NPs浓度从10mg/L增加到60mg/L过程中出现了逐渐升高的趋势。活性污泥中松散附着EPS(LB-EPS)和紧密附着EPS(TB-EPS)产量随着进水TiO_2 NPs浓度从0 mg/L增加到60 mg/L而逐渐增加。LB-EPS和TB-EPS中蛋白质(PN)和多糖(PS)含量随着TiO_2 NPs浓度增加而增加。LB-EPS和TB-EPS的三维荧光(3D-EEM)光谱中代表芳环蛋白类物质、色氨酸蛋白类物质、胡敏酸类物质和富里酸类物质的荧光峰在不同TiO_2 NPs浓度下或增加或消失,且荧光峰位置和强度也发生了相应变化。LB-EPS和TB-EPS的傅里叶红外(FTIR)光谱中不同吸收峰的强度随着TiO_2 NPs浓度变化而变化,表明TiO_2 NPs对活性污泥中LB-EPS和TB-EPS的蛋白质和多糖中C=O键和C-H产生了影响。     

Fe-Al金属间化合物抗腐蚀性能的密度泛函研究

应用BPW91/Lanl2dz/6-31g(d)方法深入研究Al原子掺杂Fen(n≤8)团簇的基态结构和稳定性,获得较为准确的几何信息.为了消除基组误差,在Lanl2dz/6-31g(d)混合基组优化结构的基础上,应用全电子基组(6-311 g(2d,2p)进行单点计算,获得的能量与该基组全优化结果一致.通过计算发现1个Al原子很难掺杂到铁团簇结构的中间,倾向于分布在铁簇的表面,并且它的掺杂也难以改变铁簇的主体结构.对Fen-1Al团簇进行稳定性分析,二级能量差分、HOMO-LUMO能隙以及垂直电离势都一致表明Fe3Al具有特殊的稳定性.而Fe3Al金属间化合物具有优异的抗氧化、抗硫化以及耐海水等腐蚀性能,很好地支持了作者的理论结果.因此,应用密度泛函方法获得的量化参数能从原子、分子角度反映Fe-Al合金的耐腐蚀性能.     

纳米TiO2 对海洋生源要素含量及威氏海链藻生长的影响

探讨不同质量浓度纳米TiO2(0,4,8,12,16,20 mg/L)对海洋生源要素(N,P,Si,Fe)含量及威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)生长的影响。实验结果表明:随纳米二氧化钛浓度增大,对海洋生源要素的吸附率有不同程度的提高,海洋生源要素含量下降,对磷和铁的影响最为明显;纳米二氧化钛吸附对氮磷比和硅磷比影响很大,氮磷比为68~126,硅磷比为74~135,而对硅氮比影响很小基本维持在1。纳米二氧化钛对威氏海链藻生长有明显抑制,并存在剂量—效应关系,与海洋生源要素含量影响存在相关性。     

近岸沉积物对~(90)Sr(~(85)Sr),~(137)CS,~(60)CO及~(106)Ru的吸附性能

本文应用同位素示踪和γ能谱分析方法,就近岸沉积物对放射性同位素~(90)Sr((~85)Sr),~(137)Cs,~60Co及~(106)Ru的吸附性能进行了研究。对同种类型的沉积物,吸附分配系数Kd值的变化顺序大致为~(137)Cs>~(60)Co>~(106)Ru>~(90)Sr;对同种放射性同位素,吸附分配系数Kd值与沉积物的粒度系数(Mdφ)存在正相关关系;在低活度示踪条件下,Kd值不变。实验结果与相应海区的实际调查结果相符,沿岸核企业在设计排污方案时,亦应考虑沉积物对放射性同位素的吸附及其污染影响。     

TiCl_4水解制备金红石型TiO_2纳米粉

实验以 Ti Cl4 为主要原料 ,采用直接水解法制备出了 Ti O2 样品。经差热 -热重 ( DTA-TG)、X-射线衍射 ( XRD)、透射电子显微镜 ( TEM)和比表面 ( BET)分析 ,得出样品 Ti O2 的晶型为金红石型 ,其粒子近似呈球形 ,各个晶面所对应的粒径基本一致 ,分布在 7.0～ 12 .0 nm之间 ,平均粒径为 10 .5nm,对应的比表面积和孔容积分别为 166m2 /g和 0 .12 m L/     

“MgO/AC”复合材料对水溶液中Cu~(2+)和Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

用造纸草浆黑液和氯化镁为原料制得氧化镁/活性炭("MgO/AC")复合材料,分别测定了该复合材料对水溶液中Cu2+与Cr(Ⅵ)的脱除性能。Cu2+的吸附随pH值的升高而增大,pH=3时基本达到平衡;在实验考察的pH范围内(1~8),Cr(Ⅵ)的吸附呈单调递减趋势。动力学拟合结果表明,"MgO/AC"复合材料对Cu2+和Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合伪二级动力学方程;两过程的吸附速率均随吸附温度的升高而增大,表现为吸热吸附;吸附活化能Ea分别为50.19,51.42 kJ.mol-1;"MgO/AC"复合材料对Cu2+的吸附优于对Cr(Ⅵ)的吸附。Cu2+在"MgO/AC"复合材料上的吸附过程用Langmuir模型描述更为合适,在293~323 K范围内,Cu2+的饱和吸附量为19.46~90.91 mg.g-1;Cr(Ⅵ)的吸附过程则更符合Freundlich模型。     

海水中氨基酸-Cd(Ⅱ),Zn(Ⅱ)-δ-MnO2体系的表面离子交换作用

本文研究了海水中氨基酸对金属离子M(Ⅱ)-δ-MnO_2离子交换的影响。实验结果表明,在pH=1—8.5时,较高浓度(20.00ppm)谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸以及低浓度(0.20ppm)组氨酸对Cd(Ⅱ),Zn(Ⅱ)-δ-MnO_2离子交换没有影响,而较高浓度(20.00ppm)组氨酸则有较大影响,其影响程度是Cu(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Zn(Ⅱ),该序列与胺抑制影响因子F_A(ψ)序列相同。这进一步证明氨基酸在δ-MnO_2表面脱羧成胺,然后胺通过与M(Ⅱ)络合和表面吸附来抑制M(Ⅱ)-δ-MnO_2离子交换。加入氨基酸时的M(Ⅱ)-δ-MnO_2离子交换等温线仍为L-F-3型,且可用表面分级离子交换理论之等温式描述。     

TiCl4水解制备金红石型TiO2纳米粉

实验以TiCl4为主要原料，采用直接水解法制备出了TiO2样品。经差热-热重(DTA-TG)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜（TEM）和比表面(BET)分析，得出样品TiO2的晶型为金红石型，其粒子近似呈球形，各个晶面所对应的粒径基本一致，分布在7.0～12.0nm之间，平均粒径为10.5nm，对应的比表面积和孔容积分别为166m2/g和0.12mL/g。     

甲壳素对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用正交实验法 ,使用甲壳素 (粗制壳聚糖 ) ,研究温度、时间、吸附剂用量、酸度、盐效应对甲壳素吸附水中溶解的 Cr( )离子的吸附过程的影响 ,将实验结果进行极差分析 ,得到较优的吸附条件。实验结果表明 :在 p H =2、30℃、离子强度 5 mmol/ L的条件下 ,甲壳素对 Cr( )的最大吸附量为 13.1mg/ g。根据化学平衡及红外光谱分析结果表明 :甲壳素对 Cr( )的吸附主要是游离氨基静电吸附 Cr2 O2 -7,吸附符合 L angmuir吸附等温式     

海水对近岸沉积物中放射性同位素~(90)Sr(~(85)Sr)、~(137)Cs、~(60)Co及~(106)Ru的解吸性能研究

本文应用同位素示踪和γ能谱测定方法,就海水对近岸沉积物中放射性同位素~(90)Sr(~(85)Sr)、~(137)Cs、~(60)Co及~(106)Ru的解吸性能进行了初步研究。海水对沉积物中四种同位素解吸性能的变化顺序为~(90)Sr(~(85)Sr)>~(106)Ru>~(60)Co>~(137)Cs,沉积物吸附的~(90)Sr(~(85)Sr)易被海水解吸,而~(137)Cs和~(60)Co则易被沉积物吸附固定。     

纳米 Fe2O3-SnO2 光催化降解海水养殖废水中的氨氮

通过共沉淀法制备纳米Fe_2O_3-SnO_2光催化剂,采用XRD、SEM等测试手段对其进行形貌、物象、粒径一系列的表征,研究结果显示制得的催化剂仍保持纯SnO_2四方金红石型结构.研究了Fe_2O_3-SnO_2光催化剂投加量、Fe_2O_3与SnO_2物质的量比、煅烧温度、煅烧时间、氨氮初始浓度、p H值、H2O2浓度以及光照反应时间等因素对海水养殖废水中氨氮降解效率的影响.在紫外光照射下进行正交实验,确定最优化反应条件:催化剂投加量为0.4 g/dm3,煅烧时间为3 h,物质的量比为1∶2,氨氮初始含量为50 mg/dm3,光照反应时间为2 h.这5个因素对Fe_2O_3-SnO_2光催化氧化速率影响的大小程度依次为:Fe_2O_3与SnO_2物质的量比煅烧时间Fe_2O_3-SnO_2光催化剂投加量氨氮初始浓度光照时间.氨氮去除率可以达到85.1%,相同条件可见光下也可达到82.3%.     

腐植酸树脂对Gr(Ⅲ)Zn(Ⅱ)的吸附研究

近年来,用腐植酸净化工业废水,在国内外开展了许多研究和应用工作,取得了不少进展。 腐植酸对Hg~(2 )、Cd~(2 )、Pb~(2 )、Cr~(2 )等阳离子的吸附能力较好。国外用褐煤和碳酸钙组成的净化剂处理酸性(pH=3.25)工业废水时,可将其中含有的10毫克Cr~(3 )/升和11毫克Zn~(2 )/升全部除去,处理后废水的pH接近中性。中国科学院地理研究所由风化煤制得的FH_1型腐植酸树脂对合重金属的废水净化效果也较好,尤其对Hg~(2 )的去     

银纳米杆高温熔化断裂弛豫性能的原子级模拟研究

采用分子动力学模拟方法,研究了不同长度银纳米杆在不同温度弛豫过程中的结构演变过程.结果表明:银纳米杆存在一与杆长相关的临界熔断温度,该临界熔断温度随杆长增加而显著降低.当温度大于熔点而小于临界熔断温度时,体系形成一个高度无序的球形团簇,而温度大于临界熔断温度时,体系则熔断成两个球形团簇.并给出了银纳米杆的产生该熔断现象的机理.