尾矿浆替代粉煤灰合成泡沫地聚合物以高效去除重金属污染物:行为和机理研究

本研究旨在以铝土矿开采的副产品尾矿泥浆合成多孔地聚合物,以用作地下水修复的材料。研究了液固比、发泡剂和稳泡剂掺量等因素对地聚合物孔隙结构和吸附性能的影响。通过批量实验和微观表征评估地聚合物对二元重金属(Pb和Cu)的吸附能力和作用机理。结果表明,调整发泡行为可得到孔隙率为81.4%、连通性为17.2%、吸水率为122.9%的多孔地聚合物。封闭孔隙和毛细管的存在降低了重金属的去除性能。优化发泡行为可通过改善孔隙连通性,进而将重金属的吸附能力从7.49 mg/g提高到24.95 mg/g。重金属的主要去除机理包括物理封装、重金属离子与—OH的化学沉淀以及T(Si,Al)—O—M(Pb,Cu)键的形成。基于尾矿浆的多孔地聚合物表现出卓越的重金属去除性能,在修复矿山污染地下水方面具有巨大潜力。

含膦多孔有机聚合物的合成及其在催化反应中的应用研究进展

含膦多孔有机聚合物不仅具有高的表面积、稳定的骨架结构和良好的结构修饰性等优良特性,而且聚合物中高浓度的膦配体单元能有效负载金属。因此含膦多孔有机聚合物负载过渡金属催化的非均相反应引起了广泛的关注。综述了含膦多孔有机聚合物的合成方法及其在氢甲酰化反应、氢化反应、氢硅化反应、氧化羰基化反应、Suzuki偶联反应等方面的应用,最后对该类材料的发展前景进行了展望。

离子聚合物-金属复合物发展综述

介绍了一种新型智能材料离子聚合物-金属复合物,概述了其特性和致动机理,引述了离子聚合物-金属复合物在微特作动器中一些应用实例,最后展望了离子聚合物-金属复合物在未来的发展前景。

多孔Nafion膜离子聚合物金属复合材料的制备及性能

离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型人工肌肉材料。传统IPMC的含水率较低,其电致动性能较差。文中采用微粒浸析法,利用纳米四氧化三铁粒子成功制备了多孔Nafion膜。多孔Nafion膜含水率是普通Nafion膜的2.5~4.3倍,并且随着纳米粒子含量的增加,含水率不断增大。多孔Nafion膜IPMC的输出位移、应变能密度(能量转换效率)和稳定工作时间分别是普通Nafion膜IPMC的1.6~2.5倍、2.8~4.8倍和1.7~2.1倍。总之,Nafion膜中多孔结构的存在提高了IPMC的电致动性能。

聚合物/金属复合物合成超导化合物的研究

使用聚合物/金属复合物(简称PMC)前体这一新型工艺,制备出单相态的超导化合物Y_1Ba_Cu_3O_x其工艺的累积时间比同类无机盐溶液法缩短60%,温度降低50℃～100℃,所得样品起始转变温度T_(c,始)=93.63K,零电阻温度T_(c零)=90.09K,转变宽度ΔT=0.5K。

用聚合物-金属复合物法合成BiSrCaCuO超导体的研究

通过使用聚合物-金属复合物的新型合成工艺,制备出性能优良的BiSrCaCuO超导体,超导体内高Tc和低Tc相并存,其Tce为114.7 K,Tco为84.0 K。探索了各金属离子的配比、聚合物与无机离子的质量比,以及各种不同的热处理条件对超导体中高Tc相和低Tc相的比例的影响。对聚合物-金属混合物的前体液进行了结构分析。实验结果表明,聚合物与金属离子形成了复合结构,聚合物-复合物合成工艺具有微观均匀性的特点。

新日铁化学公司首次开发出金属纳米粒子均匀分散的聚合物纳米复合物材料

最近，日本新日铁化学公司在全球首次开发出金属纳米粒子均匀分散的聚合物纳米复合物材料。

新型纳米多孔材料——金属有机配位聚合物的包结作用及其应用研究进展

金属有机配位聚合物(MOCPs)具有纳米多孔的特殊结构,且结构具有可设计性,通过MOCPs活性位点与客体分子的包结作用能够选择性地包结多种客体分子,表现出特有的分子识别能力。MOCPs作为一种新型多孔材料在择形及手性催化、吸附分离、气体储存、分子识别与传感、生物模拟、微反应器等研究应用方面具有诱人的潜力。综述了MOCPs的设计、合成及主-客体相互作用方式,并展望了这种聚合物的应用前景。

多孔地质聚合物发泡工艺及吸附性能研究进展

多孔地质聚合物(PGs)对水中重金属离子的吸附性能与其孔隙特征密切相关。由于PGs的孔隙特征受其发泡工艺影响较大,因此,综述了几种常见的PGs发泡工艺,包括化学发泡、机械发泡、牺牲模板法和增材制造对其孔隙特征的影响,分析了孔隙特征与其吸附性能之间的关系,并在此基础上提出优化措施展望。

多孔有机聚合物在传感领域中的研究进展

多孔有机聚合物(POPs)是由轻质元素(C、H、O、N、B等)通过较强的共价键相互连接而形成的一类二维或三维多孔网状结构的多孔材料。其由于具有较大的比表面积,丰富的孔隙结构,极高的孔隙率,物理化学稳定性,以及易于功能化等特性,近年来人们在传感器应用领域中进行了较为深入的研发。总结了近年来各种POPs在气体传感、金属离子传感、爆炸物传感、药物传感、生物传感等领域的研究进展,并探讨了未来的技术发展方向与前途。

在多孔有机聚合物中构筑广谱性重金属离子吸附活性位

以三维刚性结构的三蝶烯为单体,通过简单的Friedel-Crafts烷基化反应制备得到高比表面积的三蝶烯基多孔有机聚合物(TPOP),在TPOP中接枝乙二胺和氯乙酸钠,构建了广谱重金属离子吸附剂(TPOPCH_(2)EDTA).获得的TPOP-CH_(2)EDTA具有微孔/介孔结构,其微孔尺寸为1.6 nm,BET比表面积为634 m^(2)/g,利于重金属离子传递和配位作用的强化.TPOP-CH_(2)EDTA对重金属离子具有吸附广谱性,其对Ag(Ⅰ),Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Co(Ⅱ),Sn(Ⅳ),Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)等10种重金属离子的去除率均高于98%.以Pb(Ⅱ)为典型的重金属污染物,通过Langmuir模型计算得到Pb(Ⅱ)的最大吸附容量高达184.5 mg/g;具有拟二级吸附动力学特征,吸附速率快,动力学常数k2为0.0173 g·mg^(‒1)·min^(‒1);经过5次循环使用后,Pb(Ⅱ)的去除效率仍高达95.8%.TPOPCH_(2)EDTA对混合溶液中Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除率均高于99%,且对含有大量无机盐[如Ca(Ⅱ),Mg(Ⅱ),K(Ⅰ)和Na(Ⅰ)离子]和有机化合物的复杂真实水体系,Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除效率仍高于90%.因此,通过调控多孔有机聚合物微观结构(如比表面积、孔径和吸附位点密度)而构筑的广谱性重金属吸附材料,为协同去除复杂水系统中混合重金属离子提供了方案.

金属-有机络合聚合物(MOCPs)的研究进展

从配体的角度对中心离子与多齿配体间形成的稳定多孔金属-有机络合聚合物(MOCPs)的发展现状进行了综述。指出该材料自成为研究热点以来,各研究小组在对不同的构件分子进行组合构建新的MOCPs方面富有成效的工作,极大地丰富了络合聚合物的结构数据,但这种材料最引人注目的特性——孔及表面性质的可调控性及其对其各种应用特性,如分子识别、择形催化、择形吸附等所能带来的影响方面的研究还很不够。

交联聚苯乙烯-丙烯酸负载钕复合物的制备及其催化丁二烯聚合

制备了含功能团-COOH的聚合物载体和聚合物载体稀土复合物P-COO.N dC l3。考察了致孔剂用量和交联度对聚合载体骨架结构的影响。实验结果表明,聚合物载体负载金属离子的能力与聚合物载体的骨架结构有关,聚合物稀土复合物是通过官能团的羰基氧原子与稀土离子配位。P-COO.N dC l3对丁二烯聚合的催化活性与其骨架结构和负载金属的量有关。聚丁二烯顺-1,4结构含量在98%以上。

多孔阵列聚合物模板及铜微/纳米线的可控制备

金属纳米线阵列材料是最具潜力的高时空分辨X射线强辐射源材料之一。采用集束热拉伸法,通过尺寸设计和参数控制,制备了包埋高度取向的聚苯乙烯微纳米线有序阵列结构的聚甲基丙烯酸甲酯复合丝,通过后续包埋、切片、溶解等处理过程,获得孔径/孔间距约为1∶1的多孔聚甲基丙烯酸甲酯模板。通过光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察,二级模板的孔径及孔间距尺寸约十几微米,三级模板的孔径及孔间距尺寸约500 nm。利用电化学沉积技术在制备的模板上成功地生长了铜微/纳米线,铜纳米线长度超过10μm。该研究为特定尺寸要求的金属微纳米线阵列的制备提供了技术支持。

聚酸—聚乙烯醇—金属离子复合物膜离子导电性能的研究

为了进一步地研究聚合物—碱金属盐复合物离子导电机理和改进复合物的导电性能 ,机械性能和加工性能 ,本文合成了聚酸—聚己烯醇—金属复合物膜 ,研究了复合物的组成 ,聚酸的酸强度 ,金属离子的大小 ,温度对这种共聚高分子—金属复合物性能的影响 ,同时 。

多孔有机聚合物催化二氧化碳合成环状碳酸酯研究进展

二氧化碳(CO_(2))捕集、利用和储存(CCUS)在全球能源结构转型中是一种极具潜力的策略,能够实现能源供给、基础原料产出以及限制气候变化。多孔有机聚合物(POPs)具有高CO_(2)吸附容量和吸附选择性、突出的结构特性以及优异的化学可调控性,其作为极具潜力的材料广泛应用于催化CO_(2)参与的有机反应中。其中,CO_(2)与环氧化物环加成生成环状碳酸酯的反应具有100%的原子经济性,且其产物也极具工业价值。本文基于CO_(2)环加成反应催化机制,从催化剂的合成方法、结构性质与组成特性角度出发,综述了POPs在CO_(2)/环氧化物环加成反应的研究进展,包括金属配合物类、氢键供体类、离子液体类、金属配合物/离子液体和氢键供体/离子液体等有机多孔聚合物体系。通过阐述POPs在催化CO_(2)制备高附加值环状碳酸酯反应中的研究现状和发展趋势,为POPs的开发与应用以及CO_(2)综合利用的工业化探索提供具有建设性的指导意见。

咪唑积聚在金属配位聚合物孔中的导电性研究

通过水热法合成了热稳定性高的多孔金属配位聚合物MIL-53(Al),并在其纳米孔道里导入质子导电载体咪唑。通过热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)对合成材料的结构性能进行了研究,用交流阻抗谱测量合了成材料的质子电导率。实验结果表明我们合成了一种新的在高温无水状态下具有高的质子电导率的复合材料,该复合材料在常温(21℃)下的电导率为1.39×10-6Scm-1,同时具有较低的质子导电活化能(0.56 eV)。

聚合物微球化学镀金属化的研究进展

介绍了聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等聚合物微球化学镀镍、铜和银的基本工艺步骤,综述了敏化、活化、表面改性等前处理以及还原剂、温度、添加剂等工艺条件对聚合物微球化学镀的影响。展望了聚合物微球金属化技术今后的发展。

MOF-导电聚合物复合材料的制备及电化学性能研究进展

金属有机框架(MOF)拥有前所未有的内表面积和高度可调的孔结构,但其内部以配位键结合,稳定性和导电性有限,纯导电聚合物电极材料的循环稳定性、电化学性和多孔性有限。而MOF-导电聚合物复合材料可以提高MOF的稳定性,甚至增加其他重要的性质如导电性,弥补了MOF材料在导电性上的缺失和导电聚合物在多孔上的缺失。综述了近年来MOF-导电聚合物的制备及其在电化学方面的应用研究进展,突出这类新兴材料的重要性,并展示它们在与主客体化学相关的电化学应用中的潜力。

原位自生法制备高性能氧化物/纳米多孔金属复合电极

超级电容器具有功率大、充放电速度快和循环稳定性高等优点,但能量密度低一直是限制其更广泛应用的主要障碍。提高超级电容器能量密度的关键是开发高性能电极材料。