神奇的表面化学——油水分离膜的制备及应用

日常生活中的表面化学应用无处不在,从“荷叶效应”的自然现象,到特种工业制品的防水、防冻,抗污等性能,这看似生活化、简单的现象背后却蕴含着鲜为人知的表面原理。本实验通过在熔喷布膜表面层层自组装沉积植物多酚——单宁酸(TA)和铁离子Fe(Ⅲ)配位化合物使其形成亲水涂层,再利用高碘酸钠(NaIO_(4))氧化儿茶酚基团促进多酚-金属网络在熔喷布膜表面的固定,进而实现织物从疏水到亲水的改性,最后利用油水分离装置展示膜的分离效果。实验通过展示材料的改性过程及材料改性前后性能差异,层层解析其背后蕴含的物理化学本质。此科普实验所用试剂绿色、操作简单、观赏性及互动性强、改性后的膜具有可循环利用的优势。在面向不同阶段的科普对象时我们采用梯度科普,深入浅出地讲解现象背后蕴含的原理和本质,让公众在获得知识的同时感受到表面化学的神奇和化学之美。该实验不仅可以用于科普实验也可以用于课堂教学,并且具有优异的应用前景。

负载型Co_(3)O_(4)活化过二硫酸盐非自由基降解有机污染物

通过在三维矿物载体表面包覆金属-多酚配合物并煅烧实现了Co_(3)O_(4)纳米颗粒的原位负载,制得了易分离回收的负载型Co_(3)O_(4)催化剂,利用SEM、XRD以及XPS表征分析其形貌和微观结构,采用活化过二硫酸盐(PDS)降解药、护品类有机污染物以评价其催化性能。以双酚A为目标污染物,考察了初始pH、PDS浓度、催化剂投加量、共存阴离子(CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、Cl^(-))以及腐殖酸(HA)对BPA降解效率的影响。结果表明,负载型Co_(3)O_(4)能有效活化PDS降解有机物,在Co_(3)O_(4)投加量0.075 g·L^(-1),BPA初始浓度0.04 mmol·L^(-1),PDS初始浓度0.4 mmol·L^(-1)以及初始pH=7的最优条件下,120 min内BPA可被完全去除。淬灭实验与EPR实验结果表明,负载型Co_(3)O_(4)活化PDS通过单线态氧(1O2)主导的非自由基途径氧化分解有机物。