海胆状Au-树脂核壳微球的制备及其催化性能

采用抗坏血酸在室温下液相还原吸附在阴离子交换树脂微球表面的AuCl4-,同时实现Au微柱的形成及其阵列型组装,低成本、高通量地得到树脂为内核而柱状Au阵列为外壳的海胆状Au-树脂核壳微球。以NaBH4还原对硝基苯酚(4-NP)生成对氨基苯酚(4-AP)反应为模型,考察了海胆状Au-树脂核壳微球的催化性能。结果表明,海胆状Au-树脂核壳微球催化4-NP按照准一级反应还原成4-AP,反应速率常数为8.60×10-3min-1;只要简单过滤就可以完全回收Au-树脂核壳微球;该核壳微球经10次循环使用,4-NP的转化率仍维持在85%以上。

山莓状Au-树脂微球的制备及SERS性能

采用抗坏血酸在室温下液相还原AuCl4--阴离子交换树脂微球,同时实现Au微柱的形成及在树脂表面的阵列型组装,低成本高通量地得到山莓状Au-树脂微球;以苯硫酚为探针考察了山莓状Au-树脂微球用作表面增强拉曼散射(SERS)活性基底的性能,结果表明,Au-树脂微球具有良好的Raman增强效应(增强因子EF达到108～109量级),且有很高的重现性和稳定性,Raman信号强度和EF的相对标准偏差(RSD)为(35±5)%.

三维海胆状二氧化锰微球对电催化氧还原反应的晶型效应

采用水热法和高温煅烧法制备出了3种纯相(α,γ和β)的三维海胆状结构的MnO2微球,并系统地研究了它们的氧还原反应(ORR)性能。研究结果表明,3种MnO2微球的ORR活性依次为:α-MnO2>γ-MnO2>β-MnO2。α-MnO2微球具有最优的ORR性能,其起始电位为0.92 V(vs RHE),在电流密度为-3 mA·cm^-2处的电位为0.77 V(vs RHE)。α-MnO2微球优异的ORR活性主要归因于其具有更多的表面Mn3+和氧空位和更好的导电性。

基于ATRP法制备的触角状亲水性羟胺树脂的吸硼性能的研究

以大分子引发剂氯乙酰化聚苯乙烯微球(PS-acyl-Cl)经原子转移自由基聚合(ATRP)法引发丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体的共聚接枝,制得一种触角状亲水性环氧载体(PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)),再经二乙醇胺(DEA)的环氧基开环胺化反应,得到一种含多个-NCH2CH2OH螯合配基的多齿-五元螯合环的触角状亲水性羟胺树脂(PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)-DEA)。将此树脂用于硼吸附研究,结果表明,PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)-DEA树脂对硼的吸附满足Langmuir方程,为单分子层吸附;饱和吸附量约为37.7 mg·g-1,且树脂5 min即可达到吸附平衡,与其它已报道的吸硼树脂相比,该树脂具有更高的吸附量和吸硼速率。吸附动力学研究表明,树脂吸附硼的过程主要由颗粒扩散过程控制。重复使用5次后该树脂的吸附量基本不变,解吸率均在90%以上,重复使用性能良好。

一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂的合成与表征

以氯乙酰化聚苯乙烯微球(PS-acyl-Cl)为大分子引发剂通过原子转移自由基聚合法(ATRP)引发亲水性单体丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体的共聚合,制得一种具有"柔性"的触角状亲水性环氧载体(PS-acyl-gP(AM-co-GMA)),再经二乙醇胺(DEA)的环氧基开环胺化反应,得到一种含有多齿-五元螯合环的触角状亲水性羟胺树脂(PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)-DEA)。经过合成条件优化,结果表明,用乙醇和水组成的混合溶剂,溶剂量为V(Solv)/V(DEA)=3(体积比,下同),试剂用量为n(DEA)/n(epoxy)=2(摩尔比,下同),90℃反应约0.25 h,羟胺树脂增重率可以达到最大值58.6%,经元素分析可得其二乙醇胺担载量最高可以达到3.51 mmol/g,环氧基的转化率最大可以高达86.5%。且羟胺树脂的增重率随着环氧载体链长的增加而增加,而环氧基的转化率也随链长的增加而增加,后者表明,链长似乎有促进作用或邻近基团促进作用。将该螯合树脂直接用于硼的吸附,其饱和吸附量约为37.7 mg/g且树脂5min即可达到吸附平衡,与其它已报道的吸硼树脂相比,该树脂具有更高的吸附量和吸硼速率。

基于原子转移自由基聚合法制备PS-acy-lP(AM-co-GMA)树脂

采用原子转移自由基聚合法(ATRP),以氯乙酰化聚苯乙烯微球(PS-acy-lCl)为大分子引发剂,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和丙烯酰胺(AM)为单体,CuCl及N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(TMEDA)为催化体系制备得到梳状亲水性环氧树脂(PS-acy-lP(AM-co-GMA))。考察了溶剂体系、反应时间和反应温度等反应条件对接枝反应的影响,在n(PS-acy-lCl)∶n(CuCl)∶n(TMEDA)∶n(AM)∶n(GMA)=1∶1∶1∶1.8∶22.2,V(GMA)∶V(N,N′-二甲基甲酰胺)∶V(甲苯)=1∶0.6∶0.4时,于80℃反应60 min获得700%左右高增重率的PS-acy-lP(AM-co-GMA),并可通过改变单体AM添加量获得不同亲水性的环氧树脂。

海胆状TiO_(2)/ZnO微球的制备及其光催化性能

为了提高TiO_(2)光催化剂的性能,采用两步水热法,以草酸钛钾和六水合硝酸锌为原料,制备得到了海胆状TiO_(2)/ZnO复合微球;利用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及气体吸附仪对该复合材料的晶体结构、元素组成、表面形貌、比表面积等进行了表征和分析;以盐酸四环素(TCH)作为目标降解物,以300 W氙灯为光源,对所制备材料的光催化性能进行了评价;考察了ZnO的负载量对材料催化性能的影响;根据自由基淬灭剂实验结果推测了降解过程中的活性物质。结果表明:所制备的海胆状微球具有较大的比表面积和适宜的介孔分布,对TCH具有良好的吸附能力,可为其高效光催化降解奠定基础;60 mg六水合硝酸锌与0.2 g TiO_(2)微球混合制备的TiO_(2)/ZnO微球(TZ60)具有最佳光催化性能,光照4 h后对初始质量浓度为100 mg·L^(−1)TCH的去除率和矿化率分别为99.3%和41.4%;TCH被降解为小分子有机物或矿化为CO_(2)、H_(2)O等无机物,在降解过程中h^(+)和·O_(2)^(-)主要活性物质。