纳米氧化镍长期暴露对活性污泥物化特性及微生物代谢的影响

为揭示纳米氧化镍(NiO NPs)在复杂环境体系中的生物毒性效应,以活性污泥为研究对象,探讨了NiO NPs(0~200mg/L)长期暴露对序批式生物反应器运行效能、污泥性能以及微生物代谢作用的影响.结果表明,低浓度(0~50mg/L)NiO NPs对活性污泥运行效能影响不显著,高浓度(100~200mg/L)NiO NPs对氨氮和COD去除有明显抑制作用,分别降低了8%和20%.随着NiO NPs的浓度增加,硝化过程关键功能酶氨单加氧酶(AMO)和羟胺氧化酶(HAO)活性分别降低55.71%和62.09%,乳酸脱氢酶(LDH)释放量增加了113.06%.同时,NiO NPs对活性污泥絮凝性产生负面影响,污泥平均粒度增加,絮体形状松散,絮凝性略有降低.胞外聚合物(EPS)整体呈下降趋势,高浓度下蛋白质(N-H,C=O)和多糖(C-O,C-C,C-O-C,C-O-H)相关官能团的强度减弱,三维荧光蛋白特征峰强度大幅降低.但死亡微生物的生物分解和应激反应促进了EPS中微生物代谢和酪氨酸蛋白类物质生成.此外,活性污泥中微生物群落的多样性和稳定性均受到NiO NPs的影响.PICRUSt2预测显示,微生物的代谢和遗传信息处理相关的代谢通路均受到NiO NPs的显著抑制.因此,NiO NPs通过改变微生物群落结构和代谢通路影响活性污泥硝化作用和有机物的去除.

高性能三维纳米多孔氧化镍电致变色薄膜材料

作为一种很有前景的电致变色材料,传统方法制备的氧化镍薄膜结构致密,对比度、响应速度等性能却并不理想。本研究首次通过结合电沉积与脱合金法制备了三维纳米多孔的氧化镍薄膜,通过对薄膜特征的检测和电致变色性能的测试,薄膜表现出较高的光学对比度(66.4%,550 nm基准)、较快的变色时间(褪色时间3.4 s,着色时间2.6 s)以及较高的着色效率(65 cm^(2)/C)。这些优异的性能可以归因于薄膜材料的三维纳米多孔结构,为离子提供大量的通道与嵌合位点。这些优点对氧化镍在电致变色器件领域的应用有重要意义。

纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

以草酸和醋酸盐为原料，用室温固相化学反应首先合成出前驱配合物二水合草酸镍和二水合草酸锌，进而二水合草酸镍和二水合草酸锌分别在３８０℃和４６０℃热分解２ｈ，得到产物纳米氧化镍和氧化锌。用Ｘ－射线粉末衍射、透射电镜对产物的组成、大小、形貌进行表征。结果表明，产物纳米氧化镍为球形立方晶系结构，平均粒径均为４０ｎｍ左右，产物氧化锌为粒度分布均匀的球形六角晶系结构，平均粒径约为２０ｎｍ。

柠檬酸盐凝胶法制备纳米氧化镍的研究

优化了柠檬酸盐凝胶法制备纳米氧化镍粉体的工艺条件.采用傅立叶红外光谱(FTIR)、热分析(TG/DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和BET法对柠檬酸镍络合物的形成,凝胶热分解过程,产物的形貌、粒径和比表面积大小以及同材料配比、热处理温度、热处理时间之间的关系进行了研究,确定了制备纳米氧化镍的最佳工艺条件(柠檬酸与镍离子摩尔比1.2:1.0,400℃热处理1h),并在此条件下成功制备了粒径达30nm,比表面积达181.29m2/g的NiO粉体.通过热力学计算,解释了在凝胶热分解过程中金属镍相出现的可能原因.

水热法制备片状纳米氧化镍及其光催化性能

采用水热法制备片状纳米NiO,用XRD和TEM对样品的晶型及颗粒形貌进行了表征。以蒽醌染料KN-R为对象,紫外灯为光源,研究了催化剂热处理温度、催化剂用量、光照时间、染料的初始浓度等因素对染料脱色率的影响,以及催化剂的重复利用效果。结果表明:NiO催化剂能显著降解蒽醌染料KN-R,且能重复利用,在未曝气供氧时,NiO的催化活性优于p-25 TiO2。

水热改性法制备分散性纳米氧化镍

以NiCl2 和NH4HCO3为原料, 探讨了采用常温合成-水热改性-中温焙烧工艺制备分散性纳米NiO的可行性。常温条件下制备的产物主要由NiCO3 Ni(OH)2和Ni(OH)2微晶相组成且团聚现象突出;水热改性可进一步促进沉淀的形成,降低产物中Ni(OH)2及水分含量,使后继焙烧产物(纳米NiO)的分散性得到显著改善。热力学计算表明: 在Ni2+-NH3-CO32--H2O体系中, 升高温度有利于镍氨络离子的解离, 促进NiCO3 和Ni(OH)2沉淀的形成。温度越高,形成NiCO3的热力学可能性越大。

均匀沉淀法制备纳米氧化镍

文中采用Ni(NO3 ) 2 ·6H2 O为主要原料 ,CO(NH2 ) 2 为沉淀剂制备了球片状纳米NiO粒子 ,并研究了反应物料配比、反应温度以及煅烧温度等条件对产品粒径和产率的影响。采用热重 差热 (TG DTA)、透射电子显微镜(TEM)、电子衍射 (ED)、X射线衍射 (XRD)等分析手段对产物性能进行了表征。结果表明中间产物从 32 0℃开始分解 ;粒子形貌基本呈球状 ,平均粒径 1 5nm左右 ,分散性良好 ;制得的纳米NiO粒子结晶性完好 ,属纯度较高的立方晶系结构 。

均相沉淀法制备氧化镍纳米线

以尿素、硫酸镍为原料,用均相沉淀法制备了氧化镍纳米线,并通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及红外光谱等测试手段对所得产物的组成和形貌进行了研究.TEM结果表明,所得产物为多晶氧化镍纳米线,直径和长度分别为5～15 nm和250～350 nm.通过对前驱体产物在不同温度下煅烧,发现纳米线在600℃分解为颗粒.作为比较,以尿素为沉淀剂,用水热法制得氧化镍纳米粉体,结果得到球形和排列整齐的棒状两种形态.

氢氧化镍纳米晶的水热合成和结构表征

用水热法在180℃合成了非球形的Ni(OH)2纳米晶,并用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT?IR)、透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等技术对其形貌和结构作了表征.结果表明,Ni(OH)2纳米晶的生长习性和形貌都强烈依赖于前驱物溶液的pH值.在较高的pH值(13.40)下,产物主要是六角片状粒子,而在近中性条件(7.80)下,产物主要是不规则形貌的粒子.在pH值较高的条件下,除了通常的Ostwaldripening晶体生长粗化机理外,合并生长机理对纳米晶生长过程也发挥了作用.

纳米氢氧化镍的制备及摩擦学性能

用乙醇超临界干燥技术制得了粒径为 30～ 80 nm的晶状氢氧化镍 ,用 TEM和 XRD方法对该产物进行了表征 ,用环块及四球摩擦磨损试验机测定了这种纳米氢氧化镍作为润滑油添加剂的摩擦学性能。结果表明 ,在50 0 SN基础油中加入一定量的纳米氢氧化镍及分散剂山梨醇单硬脂酸酯可提高其抗磨性能及承载能力 ,其摩擦系数也显著降低。

纳米氧化镍氢氧化镍复合电极材料的制备及其电化学性能

Tow nanosize powders of β Ni(OH) 2 and NiO were synthesized by solid state reaction of NiC 2O 4·2H 2O with NaOH and NiCl 2·6H 2O with NaOH respectively and characterized by XRD and SEM. Their electrochemical properties were investigated. The results shown that the composite electrode materials composed of the two kinds of nano particles and zinc powder displayed excellent discharge property.

纳米氧化镍的固相合成

采用室温固相反应,合成出粒径为10 nm的前驱物N iCO3,经过固相热分解反应成功地制备出N iO纳米粒子。借助TG-DTA、XRD、TEM、BET等分析手段研究了纳米粒子的结构、形貌及其性能。结果表明,纳米N iCO3在300℃灼烧2 h条件下获得N iO最小粒径为5.8 nm,最大比表面积为116.6 m2/g。探讨了N iO纳米粒子团聚和晶粒尺寸的影响因素,并阐述了纳米N iO的固相合成反应机理。

电致变色纳米氧化镍薄膜的溶胶-凝胶法制备与表征

以无水氯化镍、乙醇为前驱液,加入适量的丁醇和柠檬酸为稳定剂,通过回流、水解得到稳定的溶胶;采用浸渍-提拉的方法在ITO导电玻璃上形成均匀的膜层;分析了溶胶制备中加水量的影响;研究了热处理温度对制备膜层的结构、光透过率的影响;对经过不同处理的膜层进行X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、热重分析等研究表明:在空气中加热到350℃、保温30min薄膜分解为稳定的具有立方结构的NiO纳米晶;以氢氧化钾水溶液为电解质的循环伏安、电致变色实验结果表明制备的纳米氧化镍薄膜具有良好的电致变色特性.

碳纳米管表面沉积氧化镍及其超电容器的电化学行为

通过催化裂解法制备了碳纳米管并进一步制备了碳纳米管薄膜电极.基于该种材料的超电容器电极比容量达到36F/g.研究了在碳纳米管薄膜基体上使用电化学方法沉积氧化镍的新工艺,制备出碳纳米管和氧化镍的复合电极.电化学测试证明复合电极的比容量提高到52F/g以上且基于这种复合电极的超电容器具有极低的自放电率.

氢氧化镍纳米棒的水热制备及其表征

以Ni2SO4·6H2O和NaOH为原料,在水热条件下制备了氢氧化镍纳米棒.运用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征,考察了水热反应温度和pH值对产物的形貌和结构的影响.结果表明,氢氧化镍纳米棒形成的最佳条件是180～200℃,pH为9～10.

均匀沉淀法制备纳米氧化镍及其工艺优化

为研制生物质气化用纳米N iO催化剂,文中以六水合硝酸镍为原料、尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了纳米N iO,并利用TGA,XRD,TEM等分析手段对前驱体和产品的性能进行了表征。同时,探讨了制备条件对产品粒径和产率的影响,得出了最佳工艺条件:反应物n(六水合硝酸镍)/n(尿素)=1∶3,沉淀反应温度和时间分别为115℃和2.5 h,煅烧温度400℃,煅烧时间1 h。最佳条件下所得纳米N iO粒子呈球形,分散性好,纯度较高,属立方晶系结构,平均粒径约为7.5 nm。

固相合成纳米氧化镍及其数据挖掘的研究

以NH4HCO3、NiCl2·6H2O及适量表面活性剂(聚乙二醇 400)为原料,先通过室温固相反应制备前驱体,再经热分解合成了纳米氧化镍晶体。应用均匀设计、回归分析及最优计算所获取的优化工艺参数为:反应物摩尔比n(NH4HCO3)∶n(NiCl2·6H2O)=1.6∶1,表面活性剂用量(聚乙二醇 400)=40μL,研磨时间40min,热分解温度350℃及热分解时间120min。在此条件下合成的氧化镍粉末的一次粒子的平均粒径约为7nm,收率为95.5%。基于均匀设计、回归分析及最优计算,探讨了普通科研试验中应用数据挖掘的过程与方法,而纳米氧化镍合成条件的优化是其成功应用的实例。

纳米氢氧化镍的制备及其电化学性能研究

通过控制结晶法制备了纳米氢氧化镍,采用粉末晶体衍射、扫描电镜、透射电镜和比表面积测试对纳米氢氧化镍粉末进行了表征。粉末晶体衍射分析表明晶粒的基本尺寸为7 nm。透射电镜观察单分散的纳米颗粒的尺寸约为20 nm。通过掺入纳米级导电剂进行二次造粒,制备了高导电性、高电化学活性的球形纳米晶粒Ni(OH)2。以纳米级Co-(OH)2为导电剂的样品,3 C充放电活性物质利用率达99 %,10 C充放电(放电至0.9 V)活性物质利用率为89 %。

混合纳米氢氧化镍的球镍电极材料的电化学活性研究

采用配位沉淀法制备出了Ni(OH)2样品,经XRD测试为β-Ni(OH)2,TEM测试结果表明其为平均粒径50nm左右的不规则的颗粒。将所制备的纳米Ni(OH)2按8wt%的比例在球镍中混合后制成电极,可使正极的比容量提高11%左右。热分析表明,纳米Ni(OH)2的电化学活性高于球镍的电化学活性。激光拉曼光谱的测试结果说明了8wt%混合后制成的纳米电极确实有较好的放电容量,同时也证实了用拉曼光谱可以表征电极材料的充放电性能。

碳纳米管/氧化镍复合电极超大容量离子电容器

碳纳米管作为一种新型碳材料,具有质轻,高的有效比表面积和优良的导电性,是制备双电层电容器较为理想的电极材料。本文实验用硝酸回流处理碳纳米管,对其表面改性,通过sol-gel法在改性后的碳纳米管上沉积Ni(OH)2,经灼烧得到碳纳米管/氧化镍复合材料,制成电极装配成电容器单元。该电容器具有双电层电容和赝电容特性,其比电容量为160 F/g,频率响应特性较活性炭电极电容器有所提高,是一种极具发展潜力的储能器件。