Ni-TiO_2介孔材料的低热固相合成及其光降解甲基橙的动力学

以十六烷基三甲基溴化铵为模板,通过钛酸丁酯与六水氯化镍的固相反应直接合成了镍掺杂的二氧化钛(Ni-TiO2)介孔材料.用X射线衍射、高分辨透射电镜、N2脱附-吸附、红外、紫外以及拉曼光谱仪等分析技术对材料进行了物相与表面织构表征;通过电感耦合等离子发射光谱仪对材料的元素组成进行分析;同时研究了材料对甲基橙的光降解性能.结果表明,所得的介孔材料是锐钛矿型,金属镍已进入了二氧化钛骨架,镍的含量为3.62wt%;孔壁是由无定形的晶界与微晶组成,并伴有结构缺陷和痕量的金属镍氧化物;其BET比表面积为102.4m2/g,孔半径分布中心为2.4nm.在298K下,Ni-TiO2介孔材料对甲基橙溶液的紫外光降解行为遵循准一级动力学反应规律,其反应速率常数比纯TiO粉体大二倍,且存在明显的浓度效应.

N,Fe共掺杂TiO_2纳米材料的固相合成及其对喹啉的可见光降解

采用固相反应法分别合成了铁掺杂二氧化钛(Fe-TiO2)及氮和铁共掺杂二氧化钛(N-Fe-TiO2)纳米材料.并对材料进行了XRD、SEM、UV-Vis、XPS、AAS及全自动元素分析等技术的物相织构及元素组成表征,同时研究了催化剂对喹啉的可见光降解性能.结果表明,在球形的N-Fe-TiO2纳米材料中,N以阴离子(N3-)进入二氧化钛晶格,Fe3+以同晶取代方式占据TiO2晶格中Ti的位置,紫外-可见漫反射吸收光谱红移到600nm.N/Fe投料比的增大有助于N-Fe-TiO2催化剂晶型的转化.在25℃、pH=6.5下,所制得的光催化材料对喹啉的可见光降解行为均具有较高的光催化活性,并服从一级反应动力学规律,而纯TiO2对喹啉不降解.N-Fe-TiO2(n(N2H4.H2O):n(FeCl3.6H2O)=1:9)催化剂对喹啉的可见光降解速率常数比Fe-TiO2大.

S、Al掺杂TiO_2纳米材料的固相合成及其可见光降解性能

采用固相反应法分别合成了硫掺杂二氧化钛(S-TiO2)、铝掺杂二氧化钛(Al-TiO2)及硫和铝共掺杂二氧化钛(S-Al-TiO2)纳米材料,并对材料进行了XRD、SEM、UV-Vis、XPS、Raman、N2吸附-脱附等物相织构表征,同时研究了材料对溴甲酚绿(BCG)的可见光降解活性。结果表明,在S-Al-TiO2纳米材料中,硫以阳离子S6+进入二氧化钛晶格,铝以同晶取代方式占据TiO2晶格中Ti的位置,其晶型为锐钛矿型。S、Al共掺杂能有效地抑制TiO2晶粒的生长,其紫外-可见漫反射吸收光谱涵盖了可见光区并延伸到近红外区域。材料的光催化活性决定于掺杂元素及其掺杂量。在25℃、pH=6.5下,S-Al-TiO2纳米材料对溴甲酚绿的可见光降解具有很高的活性,并服从一级反应动力学规律。当S与Al投料物质的量的比为1∶9时,S-Al-TiO2(1S-9Al)纳米材料对BCG的可见光降解速率常数为0.03286 min-1,分别是纯TiO2、S-TiO2及Al-TiO2的5.46、2.62和4.63倍。50 min内,S-Al-TiO2(1S-9Al)纳米材料对BCG的可见光降解率达80%。

表面活性剂对铝掺杂二氧化钛粉体材料微结构与光催化性能的调控

为探讨不同性质表面活性剂对材料结构的影响,以4种常用的表面活性剂为模板,在相同的条件下制备出性能各异的铝掺杂二氧化钛(Al-TiO2)粉体材料。并对材料的微结构和组成进行了表征与分析。结果表明,表面活性剂疏水基团所含碳原子数与Al-TiO2粉体的微晶尺寸呈负相关性,与晶格应力呈正相关性。表面活性剂诱导Al3+进入TiO2晶格的质量分数越大,晶格应力越大。Al-TiO2粉体材料的可见光降解吡啶的性能主要是由表面活性剂本身特定的分子结构及其所导致的氧空位浓度大小来决定,而不是能带间隙的宽窄来决定。阴离子表面活性剂对材料的微结构有很大的调控作用,其中SDS为最大;阳离子表面活性剂CTAB次之,两性表面活性剂对材料性能的调控没有优异表现。

表面活性剂与芳香反离子对化学镀镍磷的影响

采用TU-1900紫外-可见分光光度计研究了邻苯二甲酸氢钾(PAP)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(CAB)对化学镀液配方吸收光谱带的影响,利用中心组合规则和Statistica 6.0统计软件探讨了PAP、CTAB、CAB对化学镀镍磷沉积速度的影响及其作用机理,表征了镀层的形貌特征。结果表明:芳香反离子对化学镀镍磷体系是一种良好的加速剂;在镀液中加入PAP、CTAB、CAB,都对镀液的光谱曲线产生变形和红移,PAP对镀液的吸光强度及红移与镍磷沉积速度呈正相关性;CAB、CTAB在一定的浓度范围内,加速镍磷沉积速度,当每升基础配方镀液中加入CTAB 2.05 mg,CAB2.23 mg时,两者存在较好的协同作用,获得比单一表面活性剂更高的镀速(18.15μm.h-1),且镀层光亮。

磷酸铝镍介孔催化材料的低热固相合成及形成机理

以十六烷基三甲基溴化铵为模板,通过二水磷酸二氢钠、六水氯化铝与六水氯化镍的固相反应直接合成了磷酸铝镍(NiAlPO)介孔材料。用X-射线衍射、高分辨透射电镜、N2脱附-吸附、红外光谱仪等分析技术对材料进行了物相与表面织构表征,通过电感耦合等离子发射光谱仪对材料的元素组成进行分析;探讨了磷酸铝镍介孔材料的形成机理。结果表明,金属镍已进入了磷酸铝骨架,镍的含量为5.15wt%;所得介孔材料呈蠕虫状、无定形的六面体结构;其BET比表面积为157.3 m2.g-1,孔径分布中心为3.65和5.3 nm。P(Al)-O-Ni键伸缩振动所产生的吸收峰为983.7 cm-1。

化学镀镍-磷-碳-氧体系的热力学与宏观动力学

采用TU-1900型紫外-可见分光光度计和高效液相色谱仪研究了化学镀Ni-P-C-O基础镀液中镍离子与1,4-丁炔二醇(BOZ)浓度的变化,得到了化学镀Ni-P-C-O合金的热力学函数ΔGTφ,ΔH,ΔS及反应动力学规律,探讨了镍离子与BOZ在施镀过程中的作用机理.结果表明,镀液中BOZ浓度的变化是准一级反应,镍离子的浓度变化与BOZ的浓度有关,属多级反应,其反应速率方程为dC/dt=-8.585×10-4+1.188×10-4t-4.62×10-6t2+5.8×10-8t3-2.3×10-11t4,反应体系的活化能Ea随温度的升高而减少,随BOZ浓度的变化而变化:当BOZ浓度在64～123mg/L时,Ea线性减少;在123～240mg/L时Ea线性增加.ΔST随温度的升高而增加,当温度达到80℃时ΔST值最大,反应速度最大;当温度超过80℃,BOZ浓度大于160mg/L时,ΔST的值逐渐减少,反应速度降低.

N,Al共掺杂TiO_2纳米材料的制备及其可见光降解葛根素

采用固相反应法合成了Al掺杂TiO2(Al-TiO2)及N与Al共掺杂TiO2(N-Al-TiO2)纳米材料,采用XRD、SEM、UV-Vis DRS、XPS、Raman以及N2吸附-脱附等手段对材料进行了物相结构表征。同时考察了可见光辐照下催化剂对葛根素降解性能。N-Al-TiO2纳米材料的微观形貌为短棒形;氮以阴离子(N3-)形式取代氧进入TiO2晶格,形成N—Ti键,Al3+以同晶取代方式占据TiO2晶格中Ti的位置;其表面N、Al、Ti及O的原子百分比组成(%)分别为7.8、3.6、32.7和55.9;并对葛根素显示出很高的可见光降解活性,2 h对葛根素的降解率达92.7%。3种材料对葛根素的吸附容量与其对葛根素的可见光降解能力一致,依次为N-Al-TiO2>纯TiO2>Al-TiO。

表面活性剂与极性有机物对化学镀铜的影响

研究了固定的化学镀铜基础配方在表面活性剂与极性有机物作用下的吸收光谱和沉铜速率;探讨了表面活性剂和极性有机物、光谱曲线变化、沉铜速率3者之间的内在联系及相互作用机理。结果表明:加入光谱曲线产生红移的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)可使镀液的沉铜速率提高,CTAB的添加量为4 mg/L时,沉铜速率可达6.37μm/h;加入光谱曲线产生红移的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)和极性有机物甲基磺酸(MSA)、苯磺酸钠(SBS)都对沉铜反应起阻碍作用,沉铜速率表现为SBS<SDBS<SDS<MSA;加入光谱曲线产生蓝移的极性有机物1,4-丁炔二醇(BOZ)使镀液的沉铜速率总体提高,但加入量大小对沉铜速率的影响不明显。

红花油脂肪酸单甘酯的合成及其宏观动力学研究

以新疆红花籽油和甘油为原料,在碱催化下合成红花油脂肪酸甘油单酯。用正交实验确定了合成反应的最佳参数:甘油/红花油的摩尔比为3∶1,催化剂NaOH的用量为红花油质量的0 14%。在以上的优化参数条件下,当优化的反应温度为195℃,反应时间为80min,可获得产率为62 54%。在2 5h的反应时间里,以红花油为关键组分研究了红花油甘油酯合成的宏观动力学模型。结果表明,红花油脂肪酸甘油酯合成反应表现为准一级反应,并得到了不同时间段内反应动力学方程。

SG-7型PVC稀土复合热稳定剂的研究

通过正交设计与中心组合规则实验优化了SG-7型PVC树脂中添加苹果酸镧、硬脂肪酸铈、柠檬酸钕为稀土复合热稳定剂的配方,得到了各因素之间的相互作用的响应面图,探讨了物质之间相互作用机理,检测了产品的性能。结果表明:当苹果酸镧、硬脂肪酸铈、柠檬酸钕和树脂质量分数分别为3.3%、3.71%、3.47%和89.52%时,所得产品的热分解温度达到185.8℃,并能持续40 min以上;稀土离子Nc3+、C34+、La3+离子半径的增大,对产品的热稳定作用越明显;稀土离子与聚氯乙烯大分子成键能力和吸附能力的强弱与聚氯乙烯树脂加工的热稳定性成正相关性;稀土阴离子配体对聚氯乙烯树脂力学性能的改善也有一定的促进作用。

磷酸铝铁的低热固相合成及其形貌

分别以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为模板,通过AlCl3-6H2O,FeCl3-6H2O与NaH2PO4-2H2O之间的低热固相反应合成了不同形貌的磷酸铝铁微纳粒子,对合成样品进行了表征,探讨了铝/铁摩尔比、模板剂及焙烧温度对其形貌的影响,比较了不同形貌磷酸铝铁的催化性能.结果表明,铁已进入磷酸铝骨架,形成的磷酸铝铁分子筛晶体结构及微观形貌与模板剂种类直接相关.当铝/铁比为1:1时,以CTAB为模板所制FeAlPO-5是不规则形貌纳米粒子自组装的粉体;以SDBS为模板所制FeAlPO-11是球形纳米粒子粉体,粒径分布均为80～200nm.铝/铁比变化只对晶面的生长起抑制或促进作用;焙烧温度提高则有助于FeAPO-11向FeAPO-5晶型转化.

离子注入微生物的生物效应研究

探讨了低能注入离子与生物细胞的相互作用以及离子注入微生物细胞所产生的生物效应.

Fe掺杂TiO_2超细粉体的能带隙调控与光催化性能

采用简单的低温固相反应法合成了铁掺杂二氧化钛超细粉体(Fe-Ti O_2),并用XRD、UV-Vis、SEM/EDS、N_2吸附-脱附等手段对材料进行了表征,探讨了投料比与模板剂对材料能隙宽度的影响,研究了材料微结构及其参数与光催化降解吡啶之间存在的内在联系。结果表明,Fe^(3+)进入锐钛矿Ti O_2晶格是以同晶取代方式主要从c-轴进入,使c轴投影方向Fe密度增加;不同模板剂和投料比对Fe-Ti O_2的能隙宽度都具有调控作用,但模板剂的调控作用相对明显;Fe-Ti O_2材料的晶格失配率与光催化性能呈正相关性。以CTAB为模板剂、不同投料比下Fe-Ti O2粉体对吡啶的可见光降解率(k)依次为:k_(Fe-Ti O_2(nFe/nTi=5∶10))(98.27%)>k_(Fe-Ti O_2(nFe/nTi=3∶10))(89.63%)>k_(Fe-Ti O_2(nFe/nTi=2∶10))(83.68%)>k_(Fe-Ti O_2(n_(Fe)/n_(Ti)=1∶10))(78.08%)>k_(Ti O_2)(10.13%);在确定投料比n_(Fe)/n_(Ti)=1∶10、不同模板剂下,Fe-Ti O_2粉体对吡啶的可见光降解率(k)为:k_(SDS)(94.24%)>k_(CTAB)(78.08%)>k_(SDBS)(70.15%)>k_(DHSB()64.58%)。吡啶的可见光降解效率主要依赖于Fe-Ti O_2粉体表面光生载流子本身的能量而不是比表面积、能隙宽度的大小。

微波消解-FAAS法测定黔东南州硒锌精米中的Mn、Pb和Cd含量

[目的]测定黔东南州丹寨县硒锌精米中微量元素Mn、Pb和Cd的含量。[方法]微波消解样品,采用L9(34)正交试验设计优化组合,选取待测元素在TAS-986原子吸收分光光度计中的最佳操作条件,用火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定样品中Mn、Pb和Cd含量。[结果]硒锌精米中Mn含量为15.5mg/kg,重金属元素Pb和Cd均未检出。[结论]微波消解-FAAS法耗时短,试剂用量少,环境污染少,操作简便,精密度和准确度较高。

镍-磷-碳-氧化学镀层的制备、表征及1,4-丁炔二醇在体系中的作用

以铜片为基体，采用中心组合规则得到优化的化学镀镍-磷工艺配方。在优化的配方中加入一定量的1，4-丁炔二醇（BOZ），所得镀层表面形貌及组成结构用扫描电镜与x射线衍射仪进行表征，得到了光亮的Ni-P-C-O镀层，镀层硬度高，耐酸蚀性强；探讨了BOZ在反应体系中的作用机理。结果表明，BOZ不仅是光亮剂，而且参与该体系的氧化还原反应，BOZ分解反应的宏观动力学表现为准一级；当BOZ的初始含量为60～123mg／dm^3时，其参与氧化还原的量与温度和初始浓度呈正相关性，温度起主导作用；当BOZ的初始含量为123～240mg／dm^3时，其参与氧化还原的量与温度和初始浓度呈负相关性，浓度起多导作用。

用原子矩阵法对工业级次氯酸钠水溶液宏观动力学研究

用原子矩阵法探讨了次氯酸钠水溶液的不稳定性及其影响因素,结果表明,NaClO的强氧化性主要是靠NaClO分解出的原子氧[O]而得以体现,反应时间越长,分解越彻底,次氯酸钠水溶液的反应宏观表现为准一级反应,浓度和温度都不同程度地影响了次氯酸钠水溶液的稳定性.

中心组合设计优化红花油脂肪酸单甘酯的合成条件

采用中心组合设计法研究了合成红花油脂肪酸单甘酯的三个关键因子:碱催化剂用量wt%、反应温度℃、甘油与红花油的摩尔比对其产率的影响,得到了三因子与单甘酯产率的回归方程以及三因素之间相互作用的响应面图。优化结果表明,碱催化剂用量为0.142%、反应温度194.3℃、甘油与红花油摩尔比3.05时,红花油脂肪酸单甘酯产率可达64.8%,比正交实验结果(62.54%)提高3.6%。

表面活性剂对化学镀镍-磷体系热力学的影响

为确定表面活性剂对化学镀镍体系的影响程度,采用紫外-可见分光光度计研究了固定工艺条件下苯磺酸钠(SBS)、十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基羟基磺丙基甜菜碱(DHSB)、琥珀酸二(2-乙基己基)酯磺酸钠(AOT)等5种表面活性剂在铜基体上相对沉积量θ和吸附自由能ΔG的变化。结果表明,加入表面活性剂的ΔGS与未加表面活性剂的基础镀液的ΔGI差的绝对值小于3.5 kJ/mol;在含有表面活性剂的镀液体系中,固/液相界面所吸附的镍离子量存在一个限度;镀层沉积速率的高低与体系ΔG,ΔS,ΔH的值并不呈正相关性,影响该速率的能量基于化学能与镀层的结构及组成成分的差异所消耗的能量等方面。

红花油不饱和单甘酯的合成动力学研究

以新疆特产红花籽油和甘油为原料 ,在碱催化剂的作用下合成红花油不饱和单甘油酯 .在 2 .5 h的反应时间里 ,以红花油为关键组分研究了红花油单甘油酯合成的宏观动力学模型 .结果表明 ,红花油单甘油酯合成反应动力学表现为准一级反应 。