集成有CNTs和Ni-Ni(OH)_(2)异质结构的电解析氢自支撑薄膜催化剂

氢气是一种重要的能量储存载体.通过电解水析氢的方式,可以将其他可再生能源转化为电能,并以化学能的形式储存于氢气中.为了提高电解析氢过程的能量转化效率、降低能耗,需要高活性的析氢催化剂.这些催化剂不仅应具有巨大的比表面积,还应具备适中的氢吸附能和较强的解离水的能力.铂基催化剂在电解析氢方面展现出了显著的优势,而同族的镍基催化剂因其高性价比而备受关注.然而,在电解析氢过程中,镍基催化剂存在氢吸附强度高和解离水能力弱两个重要缺陷,这导致析氢过程动力学不理想.因此,本文的研究思路是探索如何在镍基催化剂中引入功能性组分,以平衡氢吸附能和催化水解离的能力,从而实现析氢性能的提升.研究表明,碳纳米管(CNTs)可以改善催化剂的电解析氢性能,而Ni(OH)_(2)则可以提升催化剂解离水的能力.因此,本文采用复合电沉积法制得CNTs-Ni薄膜,并通过原位氧化在其表面形成Ni-Ni(OH)_(2)异质结构,构建了包含CNTs和Ni-Ni(OH)_(2)两种功能组分的CNTs-Ni-Ni(OH)_(2)薄膜.该薄膜展现出与Pt/C相当的析氢活性和更出色的稳定性.微观形貌分析显示,CNTs的引入使CNTs-Ni薄膜具有复杂的三维结构,镍以高度褶皱的微球形态均匀负载在CNTs表面,形成巨大的比表面积.电化学测试和模拟计算结果证实,CNTs-Ni薄膜的析氢活性较纯镍有显著提高,这归因于其巨大的电化学活性面积以及CNTs对析氢过程动力学的积极影响.当优化沉积时间和CNTs表面镍的负载量时,CNTs-Ni薄膜的电化学活性面积和析氢活性均得到显著提升.进一步氧化处理后,通过X射线光电子能谱和X射线衍射等测试手段证实了Ni-Ni(OH)_(2)异质结构的形成,并观察到电化学活性面积的增大和析氢活性的改善.此外,深入研究发现,随着氧化时间的延长,单位电化学活性面积上的析氢活性出现下降.结合析氢过程的背景电流分析推测,在析氢过程中CNTs-Ni-Ni(OH)_(2)表面发生氢氧化镍的还原,重新生成的镍活性位点对提升析氢过程动力学起到关键作用.但过长的氧化时间可能会破坏镍活性位点的再生.基于此理论构建的计算模型验证了CNTs和异质结构对析氢活性的协同增强作用,使氢的吸附自由能达到理想值,理论上氢在复合薄膜表面的析出过电位接近于0 V.因此,在碱性溶液中,集成有CNTs和Ni-Ni(OH)_(2)异质结构的CNTs-Ni-Ni(OH)_(2)析氢催化剂表现出优异的性能,其氢气起始析出电位为0 V,当阴极电流密度分别为10和50 mA/cm^(2)时,析氢过电位也仅为65和109 mV.综上所述,本文通过复合电沉积和原位氧化的方式获得了CNTs-Ni-Ni(OH)_(2)自支撑析氢催化剂,不仅体现出明显的几何效应,而且也对析氢过程的动力学产生了积极影响.这种整合多种功能性组分的方式,为未来设计和制备高活性、高性价比的电解析氢材料提供了新的思路.

1,25(OH)_(2)D_(3)对Aβ_(1-42)诱导阿尔茨海默病细胞模型中细胞焦亡的抑制作用

目的探讨1,25(OH)_(2)D_(3)对Aβ_(1-42)诱导阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)细胞模型中细胞焦亡的抑制作用及其机制。方法将PC12细胞分为对照组、模型组、Caspase-1-siRNA组、NC-siRNA组、1,25(OH)_(2)D_(3)组、联合干预组。对照组仅用DMEM高糖培养基培养细胞;模型组用20μmol/L Aβ_(1-42)处理细胞以造模;Caspase-1-siRNA组先用50 nmol/L Caspase-1-siRNA处理细胞,再加入20μmol/L Aβ_(1-42);NC-siRNA组先用50 nmol/L NC-siRNA处理细胞,再加入20μmol/L Aβ_(1-42);1,25(OH)_(2)D_(3)组用100 nmol/L 1,25(OH)_(2)D_(3)干预后加入20μmol/L Aβ_(1-42);联合干预组先用50 nmol/L Caspase-1-siRNA处理细胞,然后用100 nmol/L 1,25(OH)_(2)D_(3)干预,最后加入20μmol/L Aβ_(1-42)。细胞免疫荧光检测凋亡相关斑点蛋白(ASC)蛋白的表达;Western blot检测细胞焦亡通路相关蛋白表达,包括:NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)、天冬氨酸蛋白水解酶-1前体(pro-Caspase-1)、天冬氨酸蛋白水解酶-1(Caspase-1)、消皮素D-N端(GSDMD-N)、IL-1β、IL-1β前体(pro-IL-1β)、IL-18和IL-18前体(pro-IL-18)蛋白;吖啶橙/溴乙啶(AO/EB)染色检测细胞膜通透性。结果与对照组相比,模型组ASC蛋白荧光强度增强(P<0.01),细胞焦亡通路相关蛋白表达均增加(P<0.05),细胞膜通透性变大(P<0.01)。与模型组相比,1,25(OH)_(2)D_(3)组和Caspase-1-siRNA组ASC蛋白荧光强度减弱(P<0.01),pro-Caspase-1、Caspase-1、GSDMD-N、pro-IL-1β、IL-1β、pro-IL-18和IL-18蛋白表达均下调(P<0.01),细胞通透性减小(P<0.01)。与Caspase-1-siRNA组相比,联合干预组GSDMD-N和IL-18蛋白表达降低(P<0.01),细胞通透性减小(P<0.01)。结论Aβ_(1-42)能够诱导PC12细胞发生细胞焦亡现象。1,25(OH)_(2)D_(3)可以通过抑制Aβ_(1-42)诱导的PC12细胞发生焦亡来发挥其抗炎的神经保护作用,其机制与Caspase-1的抑制密切相关。

膜诱导技术结合Ca(OH)_(2)-PMMA治疗节段性骨缺损的研究进展

节段性骨缺损是一种负担较大、治疗具有挑战性的疾病,其病因包括创伤、感染、肿瘤等。目前骨缺损的重建方法主要有血管化骨移植、骨搬运以及膜诱导技术(Masquelet技术)等。而血管化自体骨移植虽然被认为是重建大尺寸骨缺损的金标准,但其具有专业性要求高、治疗周期长、过程复杂等局限性,而膜诱导技术因简单、高效及可靠等特性被广泛应用于骨缺损的治疗。膜诱导技术通过两次手术获取具有生物效应的诱导膜,促进缺损部位新骨的生长和愈合,是目前国内外公认的治疗节段性骨缺损的有效方法。本文将概述骨缺损的现状,介绍临界尺寸骨缺损的概念,探讨及思考在膜诱导技术中结合聚甲基丙烯酸甲酯氢氧化钙混合物[Ca(OH)_(2)-PMMA]新型材料应用于节段性骨缺损治疗的临床意义。

Mg(OH)_(2)对磷酸镁水泥水化过程及性能的影响

磷酸镁水泥(MPC)的镁质原料主要为重烧MgO,由于制备重烧MgO需要高温煅烧,其使用成本和碳排放量过高。氢氧化镁(Mg(OH)_(2))的来源丰富,制取成本低廉且无污染、安全环保,如能大量采用对缓解使用成本和碳排放量过高这一问题具有重要意义。因此,本工作使用Mg(OH)_(2)代替部分重烧MgO,通过X射线衍射、热分析、扫描电镜和能谱分析等测试手段,研究其对MPC工作性能、水化过程、强度发展和微观结构的影响。结果表明,Mg(OH)_(2)的掺入加快了MPC的水化过程,浆体的流动度降低,凝结时间缩短,本工作通过水玻璃热处理改性等缓凝手段改善其工作性能。随着Mg(OH)_(2)的掺入,磷酸镁水泥的水化温度和pH值显著降低,水化28 d后的K-鸟粪石(K-struvite)结晶数量增多,抗压强度随Mg(OH)_(2)含量的增加而降低,当Mg(OH)_(2)掺量在50%以内时,其后期强度下降在15%的范围内,随Mg(OH)_(2)掺量增大,更多的水化产物是由Mg(OH)_(2)反应形成的,当Mg(OH)_(2)掺量为66.6%时,重烧MgO的反应率由平均值22%降低至7%。总而言之,采用大掺量Mg(OH)_(2)制备磷酸镁水泥具有可行性且能确保材料的后期力学性能满足工程应用的要求,对降低磷酸镁水泥使用成本和碳排放具有潜在的应用前景。

MgCo_(2)O_(4)@Ni(OH)_(2)纳米针的制备及其超电性能研究

采用水热和电沉积方法成功合成出超级电容器MgCo_(2)O_(4)@Ni(OH)_(2)(MCON)电极材料。在导电基底泡沫镍上,絮状的Ni(OH)_(2)包覆着针状的MgCo_(2)O_(4),改善了母体材料的结构,构成了有效的电连接,从而增强导电性能。电化学性能测试表明,该MCON表现出优秀的电化学性能,其在1 mA/cm^(2)的电流密度下,比电容高达2635.4 F/g,容量提高了72.4%,且以14 mA/cm^(2)循环1000周次后比电容保持原有容量的91.2%。将MCON与活性炭分别以正极和负极组装成非对称超级电容器,其在电流密度1 A/g下,比电容达91.8 F/g。另外,该非对称超级电容器在功率密度为2.1 kW/kg下,能量密度为28.7 Wh/kg,同时点亮红色发光二极管时长高达25 min。研究结果表明设计复合材料拥有较强的储能能力,适合作为超级电容器电极材料。

腐蚀产物中Zn_(5)(OH)_(8)Cl_(2)对纯Zn腐蚀行为的影响

目的探究纯Zn腐蚀产物中碱式氯化锌(Zn_(5)(OH)_(8)Cl_(2),ZHC)对其腐蚀防护性能的影响以及腐蚀防护机理。方法通过原位生长法在纯Zn表面制备一层ZHC膜。通过X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS),分析了样品的物相组成和微观形貌。通过电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线(Tafel),评估了ZHC膜对纯Zn腐蚀防护性能的影响。结果纯Zn表面先形成了一层致密细小的ZHC纳米片,铺满整个纯Zn表面后,在第一层ZHC上形成第二层较大尺寸的ZHC纳米片。预制备的ZHC膜可以使纯Zn的腐蚀电流密度从78.23μA/cm^(2)降低到2.08μA/cm^(2),腐蚀电位从‒1.050V(vs.SCE)提升到‒0.998V(vs.SCE),并且随着ZHC制备时间的增加,阴极斜率(βc)逐渐增大,这表明ZHC可以有效阻碍电荷转移,抑制阴极的氧还原,减缓纯Zn的腐蚀速率,对Zn基体的腐蚀起到防护作用。在浸泡腐蚀过程中,ZHC可以抑制HZ的生成,减少絮状腐蚀产物的生成。在短期浸泡过程中,纯Zn的阻抗值随着预制备ZHC的增加而逐渐增大,这是因为生成的腐蚀产物填补ZHC纳米片的空隙,使腐蚀产物膜致密,ZHC膜对Zn基体能起到较好的防护作用。在长期浸泡过程中,ZHC/Zn的阻抗值下降,这是因为ZHC膜破裂,提供了新的腐蚀通道,导致ZHC膜对纯Zn的防护作用下降。结论ZHC膜可以减缓纯Zn的腐蚀速率。对比纯Zn和ZHC/Zn在浸泡过程中的腐蚀行为可知,在短期浸泡过程中,随着预制备ZHC的增加,对纯Zn的防护性能逐渐提高;在长期浸泡腐蚀过程中,ZHC膜对纯Zn腐蚀的防护作用逐渐下降。

MgCo_(2)O_(4)@Co(OH)_(2)复合材料的制备及电化学性能研究

由于复合材料具有丰富的活性位点与良好的导电性能,已成为超级电容器电极材料的研究热点之一。通过水热和电沉积法在泡沫镍上成功制备了MgCo_(2)O_(4)@Co(OH)_(2)复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学工作站对产物进行了表征和电化学性能测试。结果表明,该复合材料作为一种无粘结剂的超级电容器电极材料在电流密度为1 mA/cm^(2)下的比电容高达3034.75 F/g;在14 mA/cm^(2)的电流密度下循环1000圈后,比电容保持了96%,展示出MgCo_(2)O_(4)作为能量存储电极材料的巨大潜力。

基于阴极沉积Mg(OH)_(2)薄膜的镁合金超疏水表面改性及其耐蚀性研究

为延长镁合金的使役寿命,通过阴极沉积和超疏水改性在ME20M稀土镁合金表面制备超疏水涂层,采用硬脂酸乙醇基溶液对阴极沉积Mg(OH)_(2)薄膜的镁合金进行化学修饰,通过单因素试验分别考察硬脂酸浓度、溶液温度、浸泡时间对表面润湿性的影响规律,确定最优修饰工艺。对典型试样,采用点滴实验、全浸腐蚀实验及现代电化学测试技术评估其耐蚀性,采用划格法评价膜/基结合力,采用SEM、FT-IR及XRD分析试样表面微观形貌及成分。结果表明:阴极沉积Mg(OH)_(2)薄膜经低浓度硬脂酸溶液短暂浸泡即可获得超疏水性,蒸馏水静态接触角SCA高达151.5°,滚动角SA低至1.0°,呈低黏性。阴极沉积/疏水改性复合处理可显著改善镁合金的耐蚀性,与空白试样相比,复合处理试样的点滴液变色时间延长近25倍,在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电流密度Jcorr降低3个数量级,特征阻抗模值|Z|_(0.1 Hz)提高4个数量级。经疏水处理的阴极沉积Mg(OH)_(2)薄膜呈刀片状微纳结构,试样的红外光谱中出现明显的-CH_(3)和-CH_(2)-吸收峰。

p53半剂量缺失纠正1,25(OH)_(2)D_(3)缺乏小鼠的骨质疏松

目的:探索p53半剂量缺失杂合子小鼠能否通过增强抗氧化能力纠正活性维生素D(1,25(OH)_(2)D_(3))缺乏引起的骨质疏松。方法:取10周龄高钙高磷饮食喂养的同窝野生型(wild type,WT)小鼠、p53半剂量缺失杂合子(p53^(+/-))小鼠、1α-羟化酶基因敲除[1α(OH)ase^(-/-)]小鼠及p53半剂量缺失的1α羟化酶基因敲除[1α(OH)ase^(-/-)p53^(+/-)]小鼠的长骨,利用X线、micro-CT、组织病理学和分子生物学等方法,比较各组小鼠血清学、长骨骨矿化、骨形成、骨吸收以及氧化应激等表达变化。结果:与WT小鼠相比,p53^(+/-)小鼠血清钙、磷、甲状旁腺素(parathyroid hormone,PTH)和1,25(OH)_(2)D_(3)水平差异无统计学意义,骨密度、总胶原(total collagen,T-col)阳性面积、成骨细胞数量、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和Ⅰ型胶原(collagen type Ⅰ,Col-Ⅰ)阳性面积均有所增加,活性氧水平降低,抗氧化酶SOD1表达增加。与1α(OH)ase^(-/-)小鼠相比,1α(OH)ase^(-/-)p53^(+/-)小鼠血清钙、磷和PTH差异无统计学意义,血清中检测不到1,25(OH)_(2)D_(3),骨密度、T-col阳性面积、成骨细胞数量、ALP和Col-Ⅰ阳性面积均明显增加,破骨细胞数量减少,活性氧水平降低,抗氧化酶SOD1表达增加。结论:p53半剂量缺失可通过增强抗氧化能力纠正1,25(OH)_(2)D_(3)缺乏小鼠的骨质疏松。

电沉积法制备Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极及储能特性研究

本文采用两步电沉积技术,以泡沫铜为基底,原位制备了Cu(OH)_(2)/镍钴双金属硫化物(Ni-Co-S)复合电极材料。先采用恒电流沉积技术将泡沫铜表面氧化,得到Cu(OH)_(2),泡沫铜同时作为电极基底和铜的唯一来源,再通过恒电位沉积,将Ni-Co-S均匀覆盖在Cu(OH)_(2)表面。Cu(OH)_(2)一方面作为活性电极组分参与氧化还原反应,同时作为底层材料,为顶层Ni-Co-S的沉积提供较大的沉积空间,进而形成了更丰富的电化学活性位。基于这种原位电沉积技术以及Cu(OH)_(2)与Ni-Co-S组分的协同作用,Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极表现出增强的赝电容特性,在2mA·cm^(-2)的放电电流密度下,比容量为4.88 F·cm^(-2),库伦效率为88.12%,5000次充放电循环后,比容量保持在初始值的86.38%。

Ni(OH)_(2)基复合材料的制备及其在超级电容器方面的进展

超级电容器是一种很有前途的电化学储能系统,合理设计和构建高比电容材料,对于超级电容器技术的发展至关重要。具有高化学稳定性、高理论容量、高速率性能等优点的Ni(OH)_(2)材料在近年引起了广泛关注。然而,其实际测试性能(尤其是速率能力)通常远低于理论值,这可能归因于活性位点的可接近性受限、反应动力学缓慢或电子转移能力不足,严重阻碍了其的实际应用。研究人员试图打破Ni(OH)_(2)固有结构的限制,探索提升其性能的方法。本文综述了Ni(OH)_(2)及其复合材料的制备方法:溶剂热法、电沉积法、化学沉积法、微波水热合成法等,并将其应用于超级电容器方面的进展进行了总结。此外,本文指出了Ni(OH)_(2)及其复合材料应用于超级电容器所面临的挑战和前景,以满足现代社会的应用需求。

Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料蓄热供热可行性研究

针对传统太阳能供热系统储热水箱体积大、储热密度低、温度不恒定、热量损失大等缺点,开展以Ba(OH)_(2)·8H_(2)O为基体的相变蓄热/供热实验研究。在油封环境下,对Ba(OH)_(2)·8H_(2)O放热过程出现的过冷现象,选取了同晶型成核剂Sr(OH)_(2)·8H_(2)O、非同晶型成核剂Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O;对Ba(OH)_(2)·8H_(2)O的相分层现象,选取增稠剂羧甲基纤维素、增稠剂明胶。实验表明,油封环境下向Ba(OH)_(2)·8H_(2)O中添加质量分数为3%的Na_(2)B_(4)O_(7)·10H_(2)O和质量分数为1%的羧甲基纤维素能够较好改善Ba(OH)_(2)·8H_(2)O的过冷现象和相分层。以该研究为基础,制备97 kg Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料,搭建相变蓄热/供热实验平台。蓄热实验中,温度曲线呈现明确的三阶段性,蓄热总时长1185 min,相变过程首先从底部开始,并逐步向上蔓延。70℃以下蓄热时长为185 min,温升率高,蓄热量少。70~80℃蓄热时长为965min,温升率低,蓄热量大;80~84℃蓄热时长为35min,温升率高,蓄热量少。供热实验无过冷现象,供热总时长602 min,A、B、C三测点温度平缓下降。散热器供水温度范围为60~74℃,回水温度范围为53~65℃,供回水温度符合实际工程要求。供热实验表明Ba(OH)_(2)·8H_(2)O复合相变材料在应用于蓄热供热时具有较好应用价值。

交流电电解制备NiO-Ni(OH)_(2)/石墨片及其电性能研究

分别以镍条和石墨棒为电极、氢氧化钠为电解液,施加交流电进行电解合成NiO-Ni(OH)_(2)/石墨片复合材料.通过XRD、SEM及(HR)TEM等对该材料进行物性表征,并研究其用作超级电容器电极的电化学性能.结果表明,经电解进入溶液中的镍离子以NiO和Ni(OH)_(2)两种晶体形式,颗粒尺寸约为70 nm均匀分散在被剥离成石墨片形成的微米束中.该复合材料做成的电极表现出优异的电化学综合性能,当充放电电流密度为20 A/g时,比容量高达1142 F/g;经2000次充放电循环后,容量保持率接近96%.材料优异的电化学性能归功于活性物质镍氧化合物颗粒纳米化以及石墨片层形成的微米束为离子和电子传输提供快速通道.

基于CaO/Ca(OH)_(2)循环的高效钙基干法脱硫剂的制备与应用——钙基材料的研究

文章对钙基脱硫剂工艺主要特点、氧化钙焙烧工艺技术方案、竖炉工艺过程以及产品应用等进行了阐述,分析了氧化钙、高比表氢氧化钙、轻质碳酸钙在烟气脱硫中的作用,旨在为烟气脱硫选择钙基脱硫剂提供技术支持。研究表明,干法钙基脱硫法是一种新技术(高比表面积氢氧化钙的制备——连续消化法),有取代焦化厂烟气干法钠基脱硫剂碳酸氢钠的趋势。

Ca(OH)_(2)和Mg(OH)_(2)制备废TBP/OK悬浮液性能对比研究

直接焚烧核燃料后处理过程中产生的磷酸三丁酯(TBP)和煤油(OK)有机废液会产生磷酸,会对设备造成一定程度的腐蚀,因此在采用热解焚烧工艺处理该废液时,需掺入合适比例的中和剂和表面活性剂等添加剂,将废液配制成均匀稳定的悬浮液。中和剂在热解过程中可以固定P2O5,避免磷酸生成后对设备的腐蚀。本文通过不同单因素实验研究以Ca(OH)_(2)和Mg(OH)_(2)为中和剂对配制成的TBP/OK悬浮液性能的影响,为后处理厂热解焚烧系统提供新的悬浮液配方思路。试验结果显示:当TBP含量为30%和60%时,Mg(OH)_(2)在相同TBP含量下配制成的悬浮液的最终表面黏度远大于Ca(OH)_(2),Mg(OH)_(2)和Ca(OH)_(2)在30%TBP时的最终表面黏度分别为90.36 m Pa·s和43.42 mPa·s,在60%TBP时的最终表面黏度分别为95.24 m Pa·s和75.09 m Pa·s,同时Mg(OH)_(2)的乳化速度明显优于Ca(OH)_(2),并具有更好的流动性。以Mg(OH)_(2)为中和剂的悬浮液在不同核素和DBP含量下整体稳定性更好。

协同组装3D Ni(OH)_(2)/石墨烯薄膜电性能研究

通过电化学剥离协同制备了3D Ni(OH)_(2)/石墨烯复合电极薄膜材料,高品质石墨烯均匀地生长在三维Ni(OH)_(2)表面,电化学性能测试表明,在2 m A/cm^(2)电流密度条件下,该电极薄膜具有优异的比电容(266 m F/cm^(2)),经过1万次的连续充放电循环测试仍然保留94.1%的容量性能。该方法为大规模生产新型高性能电极薄膜材料提供了一个简单的制备策略。

Zn(OH)_(2)/GO纳米复合材料对漆酚性能的影响

本文以Zn(OH)_(2)/GO和漆酚为原料制备改性漆膜,通过国标测试了漆膜的常规物理化学性能,并利用扫描电镜、热重测定、抗菌性测定等手段进一步研究了漆膜的性能。实验结果表明,Zn(OH)_(2)/GO显著降低了漆膜的表干时间和光泽度,同时提高了漆膜的硬度、附着力、耐化学介质性能、热稳定性和抗菌率等性能。

新生成Ti(OH)_(4)沉淀物对水中Mn^(2+)的吸附机理研究

采用氧化Ti^(3+)方法得到水合Ti(OH)_(4)絮体沉淀物,研究了以新生成Ti(OH)_(4)絮体作为吸附剂吸附去除水中Mn^(2+)的效率,分析了吸附热力学、动力学及吸附前后Ti(OH)_(4)絮体的ζ电位变化,研究了pH值和几种常见离子对该吸附的影响。结果表明:Ti(OH)_(4)絮体对Mn2+的吸附可以较好地符合拟二级动力学模型;热力学结果显示,吉布斯自由能变化值ΔGΘ为负值,吸附反应可自发进行;吸附可以较好地用Langmuir等温式描述,pH值为7.0和8.5时,计算的Qmax分别为58.8 mg/g、92.6 mg/g,但pH值为8.5时不能排除Mn2+通过形成沉淀而去除的途径。在试验的条件下,吸附反应进行较快,吸附很快达到准平衡,而且平衡吸附容量与最大吸附容量在数值上较为接近,吸附性质属于单分子层化学吸附。吸附容量还与Ti(OH)4絮体表面的ζ电位值有一定的相关性,ζ电位值越低其对Mn^(2+)的吸附容量越大,并且吸附前后体系pH值的变化值(△pH)和Mn^(2+)的去除率(%)呈正向相关。水中NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、H_(2)PO_(4)^(2-)和HCO_(3)^(-)等离子可以促进Ti(OH)4对Mn2+的吸附,Ca^(2+)则表现出较强的抑制作用,而Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Cl^(-)等离子对吸附影响较小。Mn^(2+)的吸附机制实际上是静电吸引、表面配位、化学沉淀(高pH值时)的共同作用。

三维g-C_(3)N_(4)泡沫负载Cu(OH)2纳米片的制备及其光催化还原CO_(2)性能

为了改善g-C_(3)N_(4)光催化还原CO_(2)过程中的气体传质、吸附和光生电荷分离效率,分别从泡沫孔结构构筑和构建异质结两方面进行光催化材料设计。采用表面活性剂发泡法制备g-C_(3)N_(4)泡沫(g-C_(3)N_(4)Foam),以此为基体通过化学镀铜和氢氧化处理制备g-C_(3)N_(4)泡沫负载Cu(OH)2纳米片(Cu(OH)_(2)/CNF)复合材料,对其结构和光催化性能进行分析。结果表明:g-C_(3)N_(4)Foam和Cu(OH)_(2)/CNF均展现出发达的三维微米孔网络结构,这种结构可从动力学层面优化CO_(2)在气-固催化反应中的传质和吸附,使CO_(2)吸附容量分别达到3.97 cm^(3)/g和3.59 cm^(3)/g,为g-C_(3)N_(4)粉末的2.96倍和2.68倍;同时,Cu(OH)_(2)/CNF样品中还形成大量二维Cu(OH)_(2)纳米片结构,不仅可以拓宽复合材料的光利用范围,还可通过g-C_(3)N_(4)/Cu(OH)_(2)异质结的构建促进光生电子向Cu(OH)_(2)表面转移,提升光生电荷分离效率;制备的Cu(OH)_(2)/CNF复合样品CO产率达到11.041μmol·g^(-1)·h^(-1),为g-C_(3)N_(4)Foam和g-C_(3)N_(4)粉末样品的2.76倍和6.83倍。

Co(OH)_(2)/NiAl-LDH共修饰的α-Fe_(2)O_(3)光阳极增强光电化学分解水性能

采用水热法在掺杂氟的SnO_(2)导电玻璃(FTO)上生长α-Fe_(2)O_(3)光阳极薄膜,通过负载不同量的NiAl-LDH及Co(OH)_(2)双助催化剂,对α-Fe_(2)O_(3)的水分解性能进行改进。通过XRD,SEM和XPS对材料的结构进行表征,结果显示,Co(OH)_(2)/NiAl-LDH薄膜已成功制备,其在α-Fe_(2)O_(3)表面呈均匀分布的交联网状结构,该网状结构促进质子和反阴离子的快速转移,减少电解质溶液对α-Fe_(2)O_(3)的腐蚀。光电化学性能测试结果表明,在强碱性电解质溶液中,相比较于纯α-Fe_(2)O_(3)光阳极,[Co(OH)_(2)]_(1)/Ni_(3)Al-LDH/α-Fe_(2)O_(3)复合材料表现出较优的光电催化活性,光电流密度提高4倍,且在光照下的稳定性良好。