载钯双金属Cu/Co-MOF的制备及催化降解方面的应用

金属框架材料(MOFs)具有高比表面积、高孔隙率、可重复利用等优点,近年来作为吸附剂在处理染料废水方面得到广泛应用。将2-甲基咪唑同硝酸铜和硝酸钴溶液在室温下按一定比例进行反应合成双金属Cu/Co-MOF,采用硼氢化钠还原将Pd负载在Cu/Co-MOF上,得到分散性能良好的Pd@Cu/Co-MOF颗粒。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)等测试手段对双金属Cu/Co-MOF材料的形貌、结构、组成进行表征。以胭脂红和硼氢化钠这一还原反应为模型,采用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)来观察Pd@Cu/Co-MOF颗粒的催化降解性能。结果表明:制得的Pd@Cu/Co-MOF纳米颗粒具有良好的催化降解胭脂红染料的效能,且该催化剂能够多次循环使用,容易大量制备。

双金属UiO-66(Cu/Zr)MOFs的制备及其对刚果红的增强吸附研究

刚果红是一种致癌率极高的联苯胺染料,通过一步水热合成法制备了UiO-66(Cu/Zr)双金属MOFs,用于吸附水中的刚果红。通过扫描电镜(SEM-EDS)面扫证实Cu^(2+)均匀进入UiO-66有机骨架中。研究表明:UiO-66(Cu/Zr)对刚果红的最大吸附量为498.5 mg·g^(-1),吸附性能较UiO-66(268.0 mg·g^(-1))有显著提升。UiO-66(Cu/Zr)吸附刚果红过程符合拟二级动力学模型(R~2=0.9997)。

不同温度复合条件下Ag/Cu双金属板的分离强度

通过轧制复合方法,在不同温度条件下制备了Ag/Cu双金属板,研究了剥离载荷作用下分离强度与复合温度的关系,测定了复合基体的硬度并观察了分离界面形貌。结果表明:350℃复合的试样因具有较大面积的异种金属冶金结合区域而导致其分离强度较高;低于350℃复合试样的冶金结合区域减少,高于350℃复合试样的金属表面趋向于被连续分布的氧化物隔离,这两种情况均会使分离强度下降。

海藻酸钠固定化Fe-Cu双金属去除Cr(Ⅵ)的作用机制

通过运用海藻酸钠(SA)固定化Fe-Cu双金属(SAB)来克服Fe0-PRB利用率低、易板结、堵塞的缺陷.结果表明,SA和Fe-Cu双金属的运用能极大地提高Fe0的利用率,SA的运用可以使Fe-Cu双金属以较低的镀铜量获得较高的Cr(Ⅵ)去除率,SAB镀铜0.9%(SAB0.9)为最佳的填料.FEI电镜扫描结果表明,SA跟2价金属阳离子Ca2+交联形成孔隙结构,为双金属的附着提供了大量的吸附点位,增大了金属颗粒的比表面积;场发射扫描电子显微镜(FESEM)及X-射线光电子能谱(XPS)结果表明,Cu负载于Fe0表面,呈疏松层状结构,在Fe0与Cr(Ⅵ)反应中起催化剂作用,通过自身化合态变化传递Fe0失去的电子,从而提高了Fe0的利用率.渗透系数实验结果表明,SAB0.9能控制Fe0与Cr(Ⅵ)反应产物的释放,缓解Fe0-PRB易板结、堵塞的缺陷.

热处理工艺对Al/Cu双金属复合界面的影响

采用POLYVAR-MET型金相显微镜、带有GENESIS60S能谱仪的Sirion200场发射扫描电镜对经高温和低温退火处理的Al/Cu双金属复合界面组织进行观察分析,研究热处理工艺对界面组织及扩散层厚度的影响规律,并进一步通过冷轧实验研究扩散层厚度与界面结合强度的关系,获得综合满足材料结合强度和成型性能的热处理工艺。结果表明：高温退火处理的Al/Cu复合试样难以实现稳定的塑性成型,低温退火处理能使界面结合牢固,冷变形塑性好;Al/Cu双金属复合材料的界面扩散结合层厚度的最佳范围为1.2~3.5μm;最佳工艺为低温退火加热到300~350℃,保温45~60 min。

Cu/Fe双金属去除四氯化碳的研究

[目的]探讨Cu/Fe双金属去除四氯化碳的性能。[方法]以四氯化碳(CT)为靶污染物,采用分批试验研究了Cu/Fe双金属去除CT的可行性,并研究了铜化率、投加量及pH对CT去除效果的影响;采用柱试验考察了Cu/Fe双金属去除CT的长效性。[结果]Cu/Fe双金属对CT有良好的去除性能,CT终去除率可达97.90%;在试验条件下,铜化率越高、投加量越大,Cu/Fe双金属对CT去除效果越好;偏酸性环境有利于Cu/Fe双金属对CT的去除;对于CT的去除,Cu/Fe双金属比零价铁更具有长效性,其寿命是零价铁的2倍以上。[结论]为双金属脱氯研究提供了理论依据。

微波—Cu/Fe双金属催化剂—过氧化氢工艺催化降解甲基橙废水的研究

采用超声浸渍法制备了具有较高催化活性的Cu/Fe双金属催化剂。采用微波—Cu/Fe双金属催化剂—过氧化氢工艺处理甲基橙废水,并研究了相关影响因素。结果表明,Cu/Fe双金属催化剂的Cu和Fe具有协同催化效应,可大大提高甲基橙废水的降解率。在Cu/Fe双金属催化剂投加量10g/L、过氧化氢(质量分数为30%)投加体积1.0mL、微波功率500 W、辐照时间5min的最优化条件下,50mL质量浓度为100mg/L的甲基橙废水降解率可达98.94%。

LY12/Cu双金属层合板的疲劳性能(Ⅰ)——面裂纹

考察了爆炸复合层状双金属板LY12 /Cu界面两侧材料弹塑性失配对面裂纹疲劳扩展行为的影响。结果表明 ,界面两侧材料的弹塑性失配对复合板面裂纹的扩展驱动力具有重要影响。当裂纹由弹性模量、屈服强度高的一侧向低的一侧扩展时 ,实际驱动力大于外加名义值 ;当裂纹由弹性模量、屈服强度低的一侧向高的一侧扩展时实际驱动力小于外加名义值 ,从而造成裂纹扩展的加速或止裂 ,其影响离界面越近效果越显著。但弹性失配在裂纹开始扩展直至界面的整个过程都起作用 ,而强度失配只在裂尖距界面一定距离内 (Rp)

Fe/Cu双金属可渗透反应墙体系对Cr(Ⅵ)的去除研究

基于零价铁可渗透反应墙技术,采用化学沉积法制备了Fe/Cu双金属颗粒材料,对Fe/Cu材料进行表征,发现其表观非均匀,化学组成为Cu涂覆在铁颗粒表面;通过静态试验系统地考察了反应温度、溶液pH值、平均流速、等温吸附、双金属材料与河砂的配比等条件对Cr(Ⅵ)去除效果的影响,同时调节进水流速,实现了动态试验的模拟。Cr(Ⅵ)去除的静态试验表明,当m Fe∶m Cu=10∶2、投加量40 mg/mL、Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L、pH=7.5、反应温度298 K时,对水中Cr(Ⅵ)的去除效果最佳,在反应15 min左右时,对Cr(Ⅵ)去除率高达99.4%;动态试验表明,快流速组(104 mL/h)的Cr(Ⅵ)的平均吸附量为0.869 mg/g,慢流速组(28 mL/h)的Cr(Ⅵ)平均吸附量为0.920 mg/g,慢流速组的总吸附量较高。采用Langmuir和Freundlich模型拟合表明,该吸附反应属于单层吸附过程,且升温有利于该吸附反应的进行。实现了Fe/Cu双金属颗粒材料的制备,并对Cr(Ⅵ)有很好的去除效果,结合PRB技术,有望实现地下水等水体中Cr(Ⅵ)的有效去除。

Pd-Cu/γ-Al_2O_3双金属催化剂脱除水中硝酸盐

采用分步浸渍法和共浸渍法制备系列Pd负载质量分数为1%的Pd-Cu/γ-Al2O3双金属催化剂,以氢气为还原剂研究其对水中硝酸盐催化脱除的性能。结果表明,催化剂中Cu与Pd物质的量比以及Cu、Pd的浸渍顺序对催化剂性能有重要影响,硝酸根转化率随着Cu与Pd物质的量比的增大而增大;硝酸根转化活性以Cu与Pd物质的量比为5∶1、先浸渍Pd再浸渍Cu所得催化剂较优;从氨氮选择性方面看,以先浸渍Cu后浸渍Pd制备的催化剂选择性较低,在Cu与Pd物质的量比为1∶1、先浸渍Cu再浸渍Pd所得催化剂较优。

ZVI/Cu双金属活化双氧水降解甲基橙

以m(ZVI)∶m(Cu)=10∶1制备了ZVI/Cu(铁/铜)双金属颗粒,并以ZVI/Cu双金属作为催化剂活化双氧水(H2O2),通过产生的强氧化剂羟基自由基(·OH)降解偶氮染料甲基橙.通过对ZVI/Cu双金属进行表征,观察其表面形貌及微观结构.对比ZVI、Cu和ZVI/Cu双金属活化H2O2降解甲基橙的去除率随时间的变化,发现ZVI/Cu双金属具有较强的活化H2O2降解甲基橙的能力.研究了ZVI/Cu双金属颗粒的投加量、双氧水的浓度和pH值对甲基橙去除率的影响,并对试验参数进行了优化.结果表明,在甲基橙初始质量浓度为50 mg·L^-1、ZVI/Cu双金属投加量为3 g·L^-1、H2O2浓度为2.0 mmol·L^-1、pH值为4.0的条件下,反应进行60 min甲基橙去除率可达到80.1%.

NiCu双金属纳米粒子的表面偏析、结构特征与扩散

NiCu双金属核壳纳米粒子不仅由于其优异的稳定性、选择性以及磁学和催化性能而受到广泛关注,而且可以通过改变其纳米粒子的形貌、表面元素分布和粒径大小而具有可调谐性能.采用分子动力学与蒙特罗方法并结合嵌入原子势对NiCu双金属纳米粒子的表面偏析、结构特征以及Cu吸附原子在Ni基底沉积生长与表面扩散进行了研究,结果表明Cu原子在Ni基底表面具有强的偏析倾向.随着Cu原子浓度的增加,Cu原子优先占据纳米粒子的顶点、边、(100)和(111)面,最终形成完美的Ni核/Cu壳纳米粒子.在生长温度T=400 K时,形成的Ni核/Cu壳结构最稳定.进一步采用肘弹性波方法模拟计算在Ni基表面Cu吸附原子的扩散势垒,结果表明,Cu吸附原子无论是交换还是扩散,都需要克服较大的ES势垒,从而难以在Ni基底表面进行面间扩散.与Ni基底相反,在Cu基底上沉积Ni原子,Ni吸附原子很容易从(111)面迁移至(100)面,且在当前模拟温度下,Ni吸附原子无法在(100)面进行迁移,导致生长构型朝正八面体的形状发展,且其八个顶角几乎被Ni原子所占据.本文经过深入研究,从原子的角度出发,对NiCu纳米催化剂的初步设计提供了一种新的思路和方法.

VB_(12)协同Fe/Cu双金属去除二氯甲烷过程调控与机理

针对地下水中低卤代烷烃的难修复问题,实验制备了Fe/Cu双金属功能性颗粒,研究其对以二氯甲烷为典型污染物的还原去除效能及强化控制方法.结果表明:维生素B_(12)可有效提升Fe/Cu双金属还原能力,其中Fe/Cu-B_(12)系统对二氯甲烷降解的准一级速率常数(0.444h^(-1))远大于Fe/Cu体系(0.018h^(-1))或Fe-B_(12)体系(0.03h^(-1)),证明Cu和B_(12)协同环境可提升零价铁供电子能力.进一步针对Fe/Cu-B_(12)体系开展了过程控制研究,提炼出Cu负载率5%以及pH9.5的弱碱性条件最有利于促成催化还原脱氯反应,并通过还原产物表征结合动力学响应变化对Cu和B_(12)可能的催化协同机理进行了探讨,推测B_(12)先作为活泼电子受体在Cu^0表面将目标有机物脱氯形成中间体物质,而后迅速分解生成B_(12)和加氢还原的卤代物,整个催化过程是在Fe(电子供体)、Cu和B_(12)三者的协同作用下完成的.

Pd/Cu(111)双金属表面催化糠醛脱碳及加氢的反应机理

采用密度泛函理论(DFT)研究糠醛在最稳定Pd/Cu(111)双金属表面上的吸附构型和糠醛脱碳及加氢的反应机理。结果表明,当糠醛初始吸附于O_3-Pd-top、O_7-Cu-hcp位时,吸附构型最稳定,其吸附能为73.4 kJ/mol。糠醛在Pd/Cu(111)双金属表面上更易发生脱碳反应。对于糠醛脱碳反应,所需活化能较低,各个基元反应均为放热反应,糠醛更易先失去支链上的H形成(C_4H_3O)CO,然后中间体脱碳加氢得到呋喃,其中,C_4H_3O加氢生成呋喃所需活化能(72.6 kJ/mol)最高,是反应的控速步骤。对于加氢反应,糠醛与首个氢原子的反应需要最大的活化能(290.4 kJ/mol),是反应的限速步骤。

液-固体积比对消失模铸造Al/Cu双金属界面组织性能的影响

研究液固体积比对消失模铸造Al/Cu双金属界面组织和性能的影响,并对Al/Cu双金属界面的形成机理进行讨论。结果表明:液固体积比为3:1时Al/Cu双金属材料无法形成有效的冶金结合,当液固体积比超过5:1时,Al/Cu双金属材料连接区域部分位置开始发生冶金结合;在发生冶金反应的情况下,Al/Cu双金属界面面均由Al4Cu9层,AlCu层,Al2Cu层和共晶反应层4层组成;随液固体积比增大,由于凝固时间延长和铜基体的溶解增加的共同作用,共晶反应层组织出现先粗大后细化的变化。Al/Cu界面层的硬度在140~190HV之间,未呈明显的规律性,随着液固体积比的增大,Al/Cu双金属材料的剪切强度先增加后减小,并在在7:1时达到最大值(81 MPa),且均从金属间化合物(IMCs)层发生断裂。

Ni/Cu双金属纳米线非模板法制备研究

在外加磁场作用下,制备出Ni纳米线,再以Ni纳米线为载体,利用Ni置换溶液中的Cu2+制备出Ni/Cu双金属纳米线,并进行扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)等表征。结果显示样品线性较好、尺寸均匀,约为200 nm,组成为Ni单质和Cu单质,均为面心立方结构,其含量分别为62.34%与36.37%(质量分数)。

铜负载率对纳米Fe/Cu双金属+维生素B_(12)体系中二氯甲烷还原速率的影响及机理

研究了铜负载率对Fe/Cu+B_(12)体系中二氯甲烷还原速率的影响,并对其机理进行了分析。结果表明,铜负载率小于5%时,反应速率随铜负载率的增大而升高,铜负载率5%时,反应速率达到最大;铜负载率大于5%时,反应速率随铜负载率的增大而降低。从Fe/Cu原电池效应和铜表面的催化性能两方面,初步分析了铜负载率对反应速率影响的内在机理。

层状双金属Me-Cu/SiO2催化剂对大庆常顶油品脱砷性能的影响

利用蒸氨法制备了Cu/SiO2催化剂,同时以Cu/SiO2为前基体,采用等体积浸渍法分别负载Fe、Mn、Cr 3种活性金属,考察了Cu/SiO2、Fe-Cu/SiO2、Mn-Cu/SiO2、Cr-Cu/SiO2催化剂对大庆常顶油品脱砷性能的影响。利用BET、FT-IR、TEM、XRD、XRF、H2-TPR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,本体型Cu/SiO2催化剂及双金属负载型Fe-Cu/SiO2、Mn-Cu/SiO2、Cr-Cu/SiO2催化剂的脱砷效果均优于工业剂。相比工业剂,Cu/SiO2拥有更为优异的织构性质及分散性能,而对于双金属脱砷剂而言,二次负载的活性金属Fe、Mn、Cr均促进了Cu物种在Cu/Si O2体相的进一步分散,同时增强了催化剂体系的氧化性能,其中氧化性最强的Cr-Cu/SiO2表现出了最佳的脱砷效果,脱砷率为99.19%。

ZVI/Cu双金属活化过硫酸钠降解甲基橙及影响因素的研究

为研究ZVI/Cu(铁/铜)双金属体系的降解能力,制备了不同理论Cu质量载荷(0.05、0.11、0.24、0.41和1.26 g Cu/g ZVI)的ZVI/Cu双金属颗粒。利用制备所得的ZVI/Cu双金属颗粒活化过硫酸钠(PDS)产生的硫酸根自由基(SO^-4·)作为氧化剂降解偶氮染料甲基橙(MO)。研究了不同因素对目标产物降解效率的影响,包括有Cu质量载荷、ZVI/Cu双金属颗粒的加入量、过硫酸钠的浓度、pH值、温度。实验结果表明ZVI/Cu双金属相对于单纯的Cu和ZVI具有更加优异的催化降解能力,因此可以得出结论在零价铁上沉积一层过渡金属Cu可以有效提高活化能力,以达到提升降解能力的效果;在MO初始浓度为50 mg/L、PDS加入量为5.0 mmol/L、ZVI/Cu双金属颗粒加入量为0.15 g/L、初始pH值为4.0、温度为30℃的条件下,反应进行60 min MO降解率达到86.4%。

磁场对水热生长Cu/Co双金属体系的影响

在外加磁场作用下,采用水热工艺,利用水合肼作还原剂,还原氯化铜(CuCl2·2H2O)和氯化钴(CoCl2·6H2O)制得纳米级的Cu/Co双金属混合物。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)对所得粒子的结构、形貌和磁性能进行了初步研究。结果表明,在水热反应过程中引入外磁场,不仅对合成出的粒子结晶学取向、晶粒尺寸、粒径分散性有显著影响,而且能够影响反应进程,对产物的最终物相也有影响。