Fe^(3+)协同Ni基金属-有机框架提升电催化析氧反应活性的研究

采用溶剂热法合成了金属-有机框架材料(phen-Ni),然后通过掺杂异金属Fe^(3+)制备了Fe@phen-Ni电催化剂。利用X射线单晶衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等对催化剂的物相、形貌及各成分化学状态进行表征。利用线性扫描伏安法(LSV)和电化学阻抗谱(EIS)等研究了Fe@phen-Ni催化剂的电催化析氧(OER)性能。结果表明,当电流密度为10mA/cm^(2)时,Fe@phen-Ni的OER过电位为333mV,与phen-Ni相比显示出更优异的OER催化活性。Fe@phen-Ni电催化活性的提高归因于Fe^(3+)的引入,这不仅增加了电催化剂的活性位点,而且由于Fe^(3+)和Ni^(2+)的协同作用,促进了电子转移,从而提高了电催化活性。该工作不仅证实了异金属离子的掺杂有利于提高电催化析氧活性,而且为基于金属-有机框架材料制备电化学OER催化剂提供了新的思路。

磁性壳聚糖/氧化石墨烯吸附材料的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附

以壳聚糖(CS)和改进的hummers法制备的氧化石墨烯(GO)为原料,采用化学交联法合成出CS-GO复合材料,再通过化学共沉淀法制备出磁性壳聚糖/氧化石墨烯(MCSGO)复合吸附材料。采用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对MCSGO的结构和官能团进行表征,并研究了MCSGO吸附水体中Pb(Ⅱ)的吸附性能和吸附机理。结果表明,GO和CS以NH-CO键交联,通过负载Fe3O4成功赋予CS-GO磁性;室温下,当Pb(Ⅱ)初始质量浓度为50mg/L、吸附剂用量为0.04g、pH值为5时,吸附90min达平衡,平衡吸附量为60.99mg/g,拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型可以用来描述MCSGO对Pb(Ⅱ)的吸附行为,说明该吸附过程属于均匀表面的单分子层化学吸附。在外加磁场下对MCSGO进行磁分离,表明MCSGO具有很好的磁分离性能。以盐酸作为解吸剂对MCSGO进行再生,MCSGO吸附材料循环再生使用6次后,吸附量仅下降16.72%,说明MCSGO具有优异的循环再生吸附性。

氨基功能化磁性氧化石墨烯吸附亚甲基蓝的性能探讨

以改进的hummers法制备的氧化石墨烯为载体,采用共沉淀法制备出磁性氧化石墨烯,再以乙二胺修饰,制备出氨基功能化磁性氧化石墨烯(EDA-MGO)。通过傅里叶红外变换光谱(FI-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对材料的官能团、表面形貌和结构组成进行表征,分析EDA-MGO的磁分离和回收性能,并探讨EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,立方相纳米级磁性Fe3O4均匀负载于氧化石墨烯表面,氨基功能化成功,且EDA-MGO具有很好的磁分离和回收性能。室温下,当亚甲基蓝初始质量浓度为100mg/L、体积为100mL、吸附剂质量为0.07g、pH值为7、吸附时间为150min时,EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附率和吸附量分别为97.56%和139.37mg/g,其吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附剂循环使用6次后,吸附量为108.33mg/g,表明EDA-MGO具有很好的再生循环使用能力。

氨基功能化磁性CoFe_2O_4/氧化石墨烯去除电镀废水中Cr(Ⅵ)的研究

使用改良的hummers法制备出的氧化石墨烯为载体,采用共沉淀法制备出磁性CoFe_2O_4/氧化石墨烯(MGO),再使用三乙烯四胺(TETA)对磁性CoFe_2O_4/氧化石墨烯进行氨基功能化,制备出氨基功能化磁性CoFe_2O_4/氧化石墨烯吸附剂。采用X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对TETA-MGO的物相、化学组成和微观形貌进行表征,以TETA-MGO作为吸附剂去除电镀废水中Cr(Ⅵ),探讨吸附性能和吸附机理,分析TETA-MGO在外加磁场下的液固分离和再生吸附性能。结果表明纳米级立方尖晶石相磁性CoFe_2O_4均匀生长于氧化石墨烯的表面和片层之间,TETA通过C-N键与磁性氧化石墨烯(MGO)相连,氨基功能化成功,活性吸附位点增点。室温下,p H=2时吸附效果最佳,吸附120 min时达到吸附平衡,平衡吸附量约为48. 66 mg·g-1,TETA-MGO对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和吸附热力学可分别使用拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型描述,吸附过程主要属于化学吸附控制的单分子层吸附,使用外加磁场可以对TETA-MGO实现简单的固液分离,TETA-MGO经过6次再生吸附后,对Cr(Ⅵ)的吸附量仅下降19. 67%,说明具有良好的循环再生吸附能力。

羧基含氟聚合物纳米纤维膜的制备及对铜(Ⅱ)的吸附性能

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,通过溶液聚合法制备出共聚物DFHMA-co-MAA,将DFHMA-co-MAA与聚偏氟乙烯(PVDF)按一定质量共混,采用静电纺丝方法,制备出羧基含氟聚合物(PVDF-DM)纳米纤维膜,用以吸附溶液中Cu(Ⅱ)。讨论了PVDF和DFHMA-co-MAA的质量配比对纤维微观形貌和对Cu(Ⅱ)吸附性能的影响,得出当PVDF与DFHMA-co-MAA的质量比为1∶2时,纤维的微观直径较均一且吸附性能最佳,故实验采用该质量配比制备PVDF-DM。使用红外光谱对PVDF-DM进行表征,显示出PVDF-DM纤维膜中含有-OH和C=O等活性吸附基团。以PVDF-DM纳米纤维膜为吸附剂,探讨了吸附剂用量、吸附pH值和吸附时间对Cu(Ⅱ)吸附性能的影响,并研究了吸附过程的动力学模型。结果表明,室温下,当吸附剂用量为0.03g,pH=5时,吸附60min达到吸附平衡,吸附率和吸附量分别为94.37%和62.91mg/g,PVDF-DM纳米纤维膜对Cu(Ⅱ)的吸附过程同时满足拟一级动力学和拟二级动力学模型,说明该吸附过程包含了化学吸附和物理吸附。PVDF-DM纳米纤维膜循环使用5次后,吸附能力仅降低16.23%,说明PVDF-DM纳米纤维膜具有很好的再生使用能力。

聚乙烯亚胺氨基化改性聚偏氟乙烯接枝丙烯酸纤维膜对活性艳红X-3B的吸附研究

以丙烯酸(AA)为接枝单体,通过溶液聚合法在聚偏氟乙烯(PVDF)上接枝AA,制备出PVDF-g-PAA共聚物,再使用聚乙烯亚胺(PEI)对PVDF-g-PAA进行氨基化改性,制备出PEI氨基化PVDF-g-PAA共聚物(PEI-PVDF-g-PAA),再通过静电纺丝法制备出PEI-PVDF-g-PAA纤维膜。使用扫描电子显微镜对PEI-PVDF-g-PAA纤维膜的微观结构进行表征,结果显示纤维膜中纤维的直径为30~50 nm,表面有丰富的微孔。以PEI-PVDF-g-PAA纤维膜为吸附材料对模拟活性艳红X-3B染料废水进行吸附,并研究其吸附动力学、吸附等温模型和吸附热力学,结果表明:PEI-PVDF-g-PAA纤维膜的吸附效果远远大于纯PVDF纤维膜和PVDF-g-PAA纤维膜。在活性艳红X-3B溶液的初始质量浓度为150 mg/L、pH=1、吸附材料用量为0.015 g时,吸附70 min后达到平衡,平衡吸附量为494.95 mg/g,PEI-PVDF-g-PAA纤维膜对活性艳红X-3B的吸附过程满足拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,说明PEI-PVDF-g-PAA纤维膜对活性艳红X-3B的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附,理论平衡吸附量和理论饱和吸附量分别为526.32 mg/g和500.00 mg/g。吸附热力学研究表明,PEI-PVDF-g-PAA纤维膜对活性艳红X-3B的吸附是自发进行的吸热反应,该吸附过程固-液界面的熵值会增加。

壳聚糖-海藻酸钠吸附剂对电镀废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以天然壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA)为原料,在CaCl2作用下,制备了壳聚糖-海藻酸钠(CS-SA)吸附剂。采用红外光谱仪对CS-SA吸附剂官能团进行表征,表明壳聚糖和海藻酸钠之间产生了静电吸引作用。以含低浓度Cr(Ⅵ)的电镀废水为处理对象,考察了CS-SA用量、吸附时间和pH值对CS-SA吸附性能的影响,同时对吸附动力学进行了研究。结果表明:当pH=6,吸附时间为120 min,CS-SA用量为0.15 g时,离子去除率最高,达到了98.86%;吸附动力学最符合拟二级动力学方程。解吸-再生实验表明,CS-SA吸附剂可以再生使用。

聚乙烯亚胺氨基化磁性氧化石墨烯的制备及其对活性艳红X-3B的吸附

使用改性hummers法制备出氧化石墨烯(GO),通过水热法在GO上生长磁性CoFe2O4,再使用聚乙烯亚胺(PEI)进行氨基改性,制备出聚乙烯亚胺氨基化磁性氧化石墨烯(PEI-MGO)。使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对PEI-MGO的结构和微观形貌进行表征。结果表明:纳米级尖晶石相CoFe2O4均匀分散于GO上,且氨基改性成功。探讨了PEI-MGO对水体中活性艳红X-3B的吸附性能。结果表明:在活性艳红X-3B初始质量浓度为150mg/L、体积为100mL、吸附剂质量为0.04g、pH值为1、吸附时间为60min时达到平衡,平衡吸附量为361.15mg/g。PEI-MGO对活性艳红X-3B的饱和吸附量为470.58mg/g。磁分离和磁回收研究表明,PEI-MGO能快速从水体中分离,回收率为98.6%。

高校化学实验教学改革浅析

对于理工科大学来说,化学实验课程能够培养学生的动手能力,解决问题的能力和创新意识,是课程教学体系的重要组成部分。以提高本科实验教学质量和教学水平为目的,针对传统化学实验课程的不足,本文从教学内容,教学模式和考核方式等方面提出了一些改革建议,增强学生动手能力和创新意识,提高学生综合素质,希望能为地方本科院校转型发展,培养应用型人才作出贡献。

静电纺丝技术的研究及应用

介绍了静电纺丝的装置、静电纺丝基本原理及影响纤维成形与纤维形貌的各种因素,同时叙述了静电纺丝在过滤材料、生物医学工程、电学和光学、催化剂载体材料方面的应用。最后对静电纺丝发展方向进行了展望。

羟基丙烯酸酯乳液的合成及性能研究

以丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸,甲基丙烯酸羟乙酯为单体,采用种子乳液聚合的方法制备羟基丙烯酸酯乳液,用红外光谱分析了共聚乳液的结构。乳液聚合的最佳条件为:反应温度为75-85℃,引发剂用量为单体用量的0.3%。羟基单体用量增加,乳液稳定性降低,凝胶含量增加,涂膜的耐水性下降,涂膜硬度增大,附着力增强。

相分离法制备聚合物分散液晶研究进展

聚合物分散液晶材料(PDLC)是将液晶和聚合物结合得到的一种综合性能优异的显示材料。文中综述了热致诱导相分离、溶剂挥发引发相分离和聚合引发相分离的研究进展。其中,聚合引发相分离法具有聚合速度快、聚合过程容易控制、易工业化生产等优点,是PDLC技术的未来发展趋势。紫外光聚合相分离法可以独立地通过改变光照强度和聚合温度等来控制聚合物反应程度和液晶形貌,是聚合引发相分离法中未来发展的关键技术。

聚合物分散液晶单体4,4′-二[6-(丙烯酰氧基)己氧基]联苯的合成

利用丙烯酰氯代替丙烯酸钾与4,4′-二(6-溴己氧基)联苯反应改进了制备4,4′-二[6-(丙烯酰氧基)己氧基]联苯(BAB6)的合成路线。改进前的反应温度较高,中间产物溶解度小,产物呈淡黄色,收率仅12.4%;改进后在室温反应,中间产物溶解度较高,产物呈白色,收率达到46.8%。采用1HNMR、13CNMR和元素分析对中间体和BAB6结构进行了表征。由改进后合成的单体,制备了具有快速响应的聚合物分散液晶(PDLC)膜,响应时间约2ms。扫描电子显微镜观察的结果表明,PDLC中形成了聚合物网络结构。

本底真空度对磁控溅射法制备AZO薄膜的影响

采用直流磁控溅射方法在平板玻璃基体表面沉积AZO薄膜,研究了本底真空度对薄膜厚度、方块电阻以及在300～1100 nm波长范围内透过率的影响。结果表明:薄膜的方块电阻和透过率随本底真空度的提高而降低,厚度随本底真空度的提高而增加;本底真空度较低时,其变化对薄膜的厚度、方块电阻和透过率的影响较大,随着本底真空度的增加,影响程度逐渐降低。

SnS/ZnO叠层太阳能电池的制备及性能研究

目的获得光电性能较佳的Sn S/Zn O叠层太阳能电池。方法通过磁控溅射法,采用不同的溅射参数在FTO玻璃上制备Sn S和Zn O薄膜,研究Sn S和Zn O薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能,最终获得制备叠层太阳能电池的最佳方案。结果沉积Sn S薄膜的溅射功率、沉积时间、工作气压为28W,40 min,2.5 Pa和36 W,25 min,2.3 Pa时,获得的两种Sn S薄膜均在(111)晶面具有良好的择优取向,晶粒较大,表面致密光滑,禁带宽度分别为1.48,1.83 e V。沉积Zn O薄膜的溅射功率、溅射时间、工作气压为100 W,10 min,2.5 Pa时,Zn O薄膜的结晶性能更优,透过率更大,适合作为太阳能电池的n层。以宽禁带Sn S(1.83 e V)为外p型吸收层,窄禁带宽度Sn S(1.48 e V)为内p型吸收层制备的FTO/n-Zn O/p-Sn S(1.83 e V)/n-Zn O/p-Sn S(1.48 e V)/Al叠层太阳能电池,其光电转化效率为0.108%,短路电流为0.90 m A,开路电压为0.40 V。结论制得的叠层太阳能电池性能较传统单层太阳能电池更优。

磁控溅射法制备SnS薄膜的结构和光学性能

利用磁控溅射法在FTO玻璃上制备了Sn S薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计对不同溅射参数下制备的Sn S薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能进行研究,确定出制备Sn S薄膜的最优溅射参数。结果表明:溅射功率为28 W,沉积气压在2.5 Pa时,制备出的Sn S薄膜在(111)晶面具有最好的择优取向,薄膜微观形貌呈单片树叶状,晶粒粒径约370 nm,晶粒分布均匀,薄膜表面光滑致密;最优溅射参数下制备的Sn S薄膜的吸收系数可达到105cm-1,比其他方法制备的Sn S薄膜的吸收系数值高,禁带宽度为1.48 e V,与半导体太阳能电池所要求的最佳禁带宽度(1.5 e V)十分接近。

混合式教学在无机化学课程中的探索

在面向素质教育、培养高素质技能型人才的今天,随着信息技术的飞速发展,现有的教学模式已经不能满足人才发展的需求,教学改革势在必行。无机化学作为一门化学基础课程,其教学质量和教学效果对学生后续专业课程的学习有直接影响。对无机化学课程内容安排,教学方式,考核方式等方面进行了积极的改革探索,激发了学生的学习兴趣,体现了以学生为中心,促进了学生的综合能力的培养。

ZnS/DFHMA-co-MAA纤维复合材料的制备及光催化性能研究

使用静电纺丝的方法制备了羧基含氟聚合物(DFHMA-co-MAA)纳米纤维毡,以该纤维毡为载体,采用水热法在不同的反应时间下制备了ZnS/DFHMA-co-MAA纤维复合材料。利用扫描电镜(SEM)和全自动比表面积测试仪分析了水热反应时间对复合材料形貌和比表面积的影响,表明反应时间为8 h制备的复合材料中ZnS的粒径最优,分布最均匀,比表面积最大;再利用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见光谱仪(UV-VIS)对复合材料的理化性能进行了表征;通过紫外降解实验与红外光谱分析表明制备的ZnS/DFHMA-co-MAA纤维复合材料具有很好的耐紫外光降解性能,X射线光电子能谱分析显示复合材料中ZnS与DFHMA-co-MAA纤维之间产生了配位作用,热失重分析表明复合材料中ZnS的含量约为31.7%。光催化降解亚甲基蓝实验表明:在紫外光辐照180 min后,复合材料对亚甲基蓝的降解率为99.68%,较相同条件下纯粉体高出45.6%;循环光催化7次,复合材料仍表现出很高的光催化活性,说明其具有良好的重复光催化稳定性。

磁性Fe_3O_4/膨胀石墨对亚甲基蓝的吸附性能研究

以膨胀石墨(EG)为载体,采用简单的水热法,制备出磁性Fe_3O_4/膨胀石墨(MEG)。采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对MEG的组成结构和形貌进行表征。以亚甲基蓝为目标污染物,探讨了溶液pH值、吸附时间、盐离子浓度和亚甲基蓝初始浓度对吸附性能的影响,并对吸附动力学和吸附等温线进行研究。结果表明:当亚甲基蓝初始浓度为50 mg·L^(-1),pH值为7,吸附时间为60 min时,对亚甲基蓝的去除率和吸附量分别为97.03%和48.52 mg·g^(-1),随着溶液中盐离子Na^+和Ca^(2+)浓度的增加,MEG对亚甲基蓝的吸附性能降低;MEG对亚甲基蓝的吸附行为符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。MEG可以使用磁铁进行分离回收,回收率达95.71%。5次吸附-再生后,吸附量仍较高为41.72 mg·g^(-1),说明MEG吸附剂具有较稳定的重复使用能力。

半导体光催化剂载体的研究进展

光催化技术是一项新型的绿色环保技术,半导体光催化剂光催化技术在水制氢和污水处理领域具有诱人的应用前景,但是粉末型光催化剂的不足大大制约了其大规模的应用,因此负载型光催化剂应运而生。通过查阅大量资料,对近年来国内外各种光催化剂载体进行了综述,介绍了各种光催化剂载体的优点与不足,为未来开发新型、高效、实用的光催化剂载体提供借鉴,并对未来合适的光催化剂载体进行了展望。