碳-蒙脱石二维纳米复合粉体制备与提纯

以聚乙烯醇、钙基蒙脱石为原料,通过溶液插层、碳化和气流粉碎工艺和技术制备碳-蒙脱石二维纳米粉体。物相和粒径分析结果表明:在钙基蒙脱石、聚乙烯醇、水的质量比为5∶5∶90的反应体系中,获得层间距d(001)=2.11 nm的聚乙烯醇-蒙脱石插层型复合粉体;400℃碳化该复合粉体获得具有三明治结构特征的碳-蒙脱石复合粉体(d(001)=1.56 nm);将碳-蒙脱石复合粉体气流粉碎可得含碳质量分数为6%左右,平均片径约为2μm,厚度小于30 nm的碳-蒙脱石二维纳米粉体,以管状、单片和多片层堆积等形态存在于体系中。通过梯度离心分离法可以提取不同片径的碳-蒙脱石二维纳米复合粉体。

插层型蔗糖/蛭石纳米复合材料的制备

以蔗糖和蛭石为原料,在超声辅助条件下采用溶液插层法制备插层型蔗糖/蛭石纳米复合材料。X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）分析表明,蔗糖/蛭石复合物样品的d001值为1.852nm;样品的红外谱图中出现甲基和亚甲基特征峰2761cm-1和2969cm-1。将蔗糖/蛭石复合物在氮气氛下碳化后,样品的XRD（d001=1.247nm）和红外光谱结果（甲基和亚甲基特征峰2761cm-1和2969cm-1消失）表明,碳/蛭石复合材料层间夹有碳,进一步证实得到插层型蔗糖/蛭石复合材料。同时,确定了优化插层反应工艺条件,超声功率为400W,物料配比为蛭石：蔗糖=1：2.5,超声水化时间为0.5h,超声反应温度为70℃,反应时间为2.5h,静置时间2h。

阳-非离子型有机蒙脱石制备、表征和机理

利用阳离子改性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和非离子改性剂烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)对钙基蒙脱石进行湿法改性制得阳-非离子型有机蒙脱石,采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和热重分析等手段对制得的蒙脱石进行表征,并对机理进行讨论。结果表明:CTAB与OP-10可以同时嵌入到蒙脱石层间,阳-非离子型有机蒙脱石的片层膨胀程度和改性效果优于单阳离子型有机蒙脱石的,表现出更好的热稳定性;投料顺序对阳-非离子型有机蒙脱石的改性效果没有影响。

碳／蒙脱石复合材料的制备和表征

以蔗糖、蒙脱石为原料，在超声分散条件下，采用溶液插层、碳化方法制备插层型碳／蒙脱石纳米复合材料，通过X射线衍射（XRD）和红外光谱（FFIR）等分析表征方法对插层型蔗糖／蒙脱石纳米复合材料、碳／蒙脱石纳米复合材料进行表征，XRD结果表明，在400W的超声及70℃下，按蒙脱石：蔗糖：蒸馏水=1：2：20的比例超声反应2h，静置2h后能够得到d001=1．80nm的蔗糖／蒙脱石复合材料；将其在400℃氮气氛中碳化3h能够得到d001=1．34nm的复合材料。FTIR谱图表明，蔗糖／蒙脱石复合材料碳化完全，最终获得了具有三明治结构的碳／蒙脱石纳米复合材料。

ZnNC的循环合成及其在氧还原法制备过氧化氢中的应用

电催化制备过氧化氢并用于消毒、灭菌和废物处理,是一种具有可移动性且适用于家庭规模的过氧化氢制备方法.但催化剂制备过程中对于原材料的原子利用率低,制备过程涉及到大量废气、废液的排放.本文基于单原子催化剂可高效电催化制备过氧化氢的特点,提出利用甲酰胺和金属单质作为前驱物循环制备单原子锌-氮-碳催化剂的方法.该催化剂在制备过程中产生废物少,在氧还原反应中催化产生过氧化氢的选择性超过80%,连续工作超过10,000秒无明显活性衰减.本文提出的单原子材料的绿色合成策略对于其他类型单原子材料的制备具有启发性和普适性,将大力推动单原子催化剂的制备及未来应用.