铁酸铋/钴镍层状双氢氧化物复合材料的制备及光催化活化过硫酸盐降解罗丹明B的性能

为获得可见光响应的高效过硫酸盐(Persulfate,PS)活化剂,以莫来石型铁酸铋(Bi_(2)Fe_(4)O_(9))微米棒为衬底,通过水热法在其表面负载氢氧化镍(Ni(OH)_(2)),随后将2-甲基咪唑钴(ZIF-67)沉积在Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/Ni(OH)2表面,并与Ni(OH)2发生原位刻蚀反应形成网状钴镍层状双氢氧化物(CoNi-LDH),制得Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/CoNi-LDH复合材料;通过SEM、XRD、XPS和UV-Vis等方法对材料进行表征,考察了Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/CoNi-LDH材料在可见光下活化PS降解罗丹明B(Rh B)的性能,并通过自由基淬灭实验确定了主要活性物质。结果表明:2-甲基咪唑的添加量对复合材料的形貌和活化性能有显著影响,以0.50 mmol 2-甲基咪唑所制备的Bi_(2)Fe_(4)O_(9)/CoNi-LDH复合材料(BCN-2)具有1.92 eV的窄带隙,在可见光(λ>420 nm)和2 mmol/L的PS作用下,60 min内可将20 mg/L的Rh B降解98.1%,并且在pH值为3~9的环境中均能保持96.5%以上的降解率。自由基淬灭实验证明主要活性物质为SO_(4)·^(-)和1O_(2)。该研究为制备过渡金属基复合材料过硫酸盐催化剂提供了新途径。

铁基层状双氢氧化物催化剂的应用研究进展

铁基层状双氢氧化物催化剂是一种新型的二维层状纳米催化剂,其具有金属离子可调性的特点,研究过程中可以根据实际需要设计合成多种铁基层状双氢氧化物催化剂,如Ni-Fe-LDH、Co-Fe-LDH、Cu-Fe-LDH、Mg-Fe-LDH、Mn-Fe-LDH、Zn-Fe-LDH,此外,还可以通过掺其他金属离子构建三金属铁基层状双氢氧化物催化剂以进一步优化双金属铁基层状双氢氧化物催化剂的性能。铁基层状双氢氧化物催化剂还具有制备工艺简单、经济环保、催化活性高、选择性好、可循环利用等优点,因而备受研究者的青睐,在化工领域具有良好的应用前景。作者系统综述了近年来国内外铁基层状双氢氧化物催化剂的应用研究进展,可为其相关理论及应用研究提供参考。

原位合成层状双氢氧化物处理含镍废水

利用配制的含镍模拟废水,研究了金属离子在层状双氢氧化物(layer double hydroxide,LDH)结构中的嵌入作用和利用原位合成LDH方法处理含重金属废水的可行性。通过单因素实验和正交实验,研究了pH值、温度、Mg2+与Al3+的摩尔比值对镍去除率的影响。结果表明影响镍离子去除效率的因素主要是Mg2+与Al3+的摩尔比、pH值及镍离子初始浓度,且主次关系为pH值>Ni2+初始浓度>Mg与Al摩尔比。当pH在8.5,Mg2+/Al3+比值为1～2时,镍离子去除率最高,Mg2+,Al3+利用率也较高。同时沉淀出的固体样品经X射线衍射和红外图谱分析证实为LDH晶体结构,Ni2+取代了部分Mg2+嵌入到LDH的八面体层板中。

5-磺基水杨酸辅助水热法制备Co-Ni层状双氢氧化物及其超电容性能

采用5-磺基水杨酸(SSA)辅助水热法制备了Co-Ni层状双氢氧化物(CoxNi1-xLDHs),通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、场发射扫描电镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)研究其结构与形貌.结果表明,通过调控反应体系中Co、Ni的配比,可以得到不同形貌的CoxNi1-xLDHs.在Co的摩尔分数为0.24时,形成了由纳米片组装的花瓣状纳米球.循环伏安和恒流充放电测试表明,这种花瓣状结构的双氢氧化物在1A·g-1电流密度下,比电容值达到1735F·g-1.

镍铝层状双氢氧化物正极锌镍电池充放电性能

在化学共沉淀法的基础上采用喷涂技术制备镍铝层状双氢氧化物,对产物进行了结构表征和物理性能测试,并用作正极活性物质制备锌镍实验电池,考察了电池的充放电性能。结果表明,合成样品晶型结构为单一a相,颗粒形貌呈不规则角块状,比表面积达到14.1m2/g,平均粒径为18.38mm。与球形b-Ni(OH)2正极锌镍电池相比,实验电池的循环稳定性、放电容量和电压平台均有明显提高,1C倍率充放电120次循环平均比容量达到287.4mAh/g,放电中值电压达到1.688V。

环丙沙星-层状双氢氧化物纳米杂化材料制备及缓释性能研究

以环丙沙星(Cip)为模型药物,以Mg-Al层状双氢氧化物(LDHs)为主体材料,经剥离-重组技术制备了Cip-LDHs纳米杂化物,对产物分别进行粉末X-射线衍射、红外、元素分析和热重等表征,表明Cip已重组于LDHs层间.文章考察了Cip-LDHs纳米杂化物的药物释放行为,探讨了药物释放机理,结果表明该杂化材料在Cip缓释性能方面有较大提高,为LDHs作为高载药量药物载体提供了一定的科学依据.

紫外-可见分光光度法分析层状双氢氧化物缓蚀剂释放机制

制备了插层缓蚀剂的层状双氢氧化物(LDHs),并通过分光光度法研究了插层层状双氢氧化物的释放机制。X-射线衍射、傅里叶红外光谱分析和扫描电镜表明,2-巯基苯并咪唑阴离子成功插层到了LDHs的层间。通过在氯化钠溶液中的释放测试,证明层状双氢氧化物具有快速释放的能力。可见,智能自修复涂层具有切实的可行性,能够使设备的使用寿命得到有效延长,具有一定的开发潜力和应用前景。

镍铁层状双氢氧化物包覆银纳米线作为水裂解双功能电催化剂

镍铁层状双氢氧化物(NiFe-LDHs)是一种高效催化析氧反应(OER)的材料,它的活性优于Ir和IrO2等传统的贵金属催化剂,但是其较差的导电率和材料堆积所导致的活性位点易降解,大大限制了其作为电催化剂方面的应用。而银纳米线(Ag NWs)优良的导电性及较大的比表面积使得Ag NW@NiFe-LDHs核–壳复合材料在电催化方面应用成为可能。基于此,本文提出了利用水热法在已经制备得到的银纳米线上均匀包覆生长一层镍铁层状双氢氧化物材料,显著提高了材料的析氧性能和析氢性能。在50 mA•cm−2的电流密度下,其OER的起始过电位为220 mV,优于大多数报道的镍基催化剂。以银纳米线为核生长的镍铁层状双氢氧化物材料能够暴露更多的活性位点,从而加速水解反应的进行。

泡沫镍原位负载双金属AlCo层状双氢氧化物纳米催化剂高效电催化析氧反应

经一步水热法在泡沫镍(NF)上原位生长获得了AlCo⁃LDH/NF(LDH=层状双氢氧化物)催化剂。基于AlCo⁃LDH的高表面积和良好相界面,催化剂表现出了优异的电催化析氧反应(OER)活性。在碱性介质中,当电流密度为200 mA·cm^(-2)时,AlCo_(3)⁃LDH/NF催化剂具有419 mV的低过电位和50.04 mV·dec^(-1)的低Tafel斜率。

镍钴层状双氢氧化物超级电容器材料的制备及性能

过渡金属特别是镍和钴元素以其优异的电化学性能和丰富的自然资源在储能电极材料的研究和开发中得到了广泛的应用,其中,镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH)电极材料因形貌易调控和高比电容等优点而备受关注。对NiCo-LDH超级电容器材料的制备方法和材料改性(离子掺杂和材料复合)进行综述,讨论了制备方法对材料微观结构及其电化学性能的影响。

海藻酸钠/层状双氢氧化物-五氟尿嘧啶载药体系的制备、释放及抗肿瘤特性分析

背景:5-氟尿嘧啶类药物存在毒性大、体内代谢时间短等临床问题。目的:制备海藻酸钠/层状双氢氧化物-5-氟尿嘧啶凝胶珠载药体系,考察其载药量、微观形貌、体外释放及对肝癌细胞的抑制效果。方法:设置层状双氢氧化物-5-氟尿嘧啶溶胶液与海藻酸钠溶液的体积比分别为3∶5,4∶5,5∶5,采用离子凝胶法制备海藻酸钠/层状双氢氧化物-5-氟尿嘧啶凝胶珠,检测其载药量。将海藻酸钠/层状双氢氧化物-5-氟尿嘧啶凝胶珠分别放置于pH=2.1,4.6,7.4的PBS中,定时检测5-氟尿嘧啶释放率。将肝癌SMMC-7 721细胞株分组培养,分别加入不同质量浓度(5,10,20,40 mg/L)的海藻酸钠、层状双氢氧/5-氟尿嘧啶凝胶珠、海藻酸钠/层状双氢氧化物-5-氟尿嘧啶凝胶珠混悬液,培养24 h后,检测细胞抑制率。结果与结论:(1)体积比3∶5,4∶5,5∶5载药体系的载药量分别为(3.09±0.08)%,(4.55±0.10)%,(5.47±0.14)%;(2)与pH=7.4条件比较,海藻酸钠/层状双氢氧化物-5-氟尿嘧啶凝胶珠在pH=2.1,4.6条件下释放5-氟尿嘧啶速度较快,并且随着5-氟尿嘧啶负载量的增加,5-氟尿嘧啶的释放速度逐渐增加;(3)不同质量浓度海藻酸钠对肝癌SMMC-7 721细胞株的抑制作用较小;随着质量浓度的增加,层状双氢氧/5-氟尿嘧啶凝胶珠、海藻酸钠/层状双氢氧化物-5-氟尿嘧啶凝胶珠对肝癌SMMC-7721细胞株的抑制作用逐渐增强,且海藻酸钠/层状双氢氧化物-5-氟尿嘧啶凝胶珠的抑制作用更强;(4)结果表明,海藻酸钠/层状双氢氧化物-5-氟尿嘧啶凝胶珠具备pH选择性缓释作用及较强的肿瘤抑制效果。

PEG修饰的镍钴层状双氢氧化物微球抗菌及溶血性能研究

双氧水作为常用的活性氧试剂广泛应用于清洗创面、去除痂皮、清洗带恶臭的创伤。但是由于其具有强烈刺激性,常采用表面涂抹的方式应用,不可注入体内。并且其常用的浓度高于生理水平,会对健康组织有一定毒性,甚至会延迟伤口愈合。为了解决这个问题,设计了一种利用聚乙二醇修饰的生物相容性好的镍钴层状双氢氧化物微球PEG-Ni/Co-LDHs,使得其具有较高的抑菌效果,同时能减少双氧水的用量。采用一步沉淀法合成了PEG-Ni/Co-LDHs,使用SEM、TEM、XRD等方法对PEG-Ni/CoLDHs的结构进行表征,结果显示该材料的分散性能好,粒径约为470nm,微球呈花状结构,由薄层似花瓣结构层层组装而成。PEG-Ni/Co-LDHs具有过氧化物酶的活性,这使得在双氧水的作用下能有效产生羟基自由基,高效抑制革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)增殖,高浓度时与双氧水联合作用,细菌成活率分别为32%和19%。采集大鼠血细胞对纳米材料PEG-Ni/Co-LDHs进行溶血性能研究,发现在高浓度时,其溶血率低于12%,未出现明显的溶血作用,具有很好的生物相容性。研究结果表明,PEG-Ni/Co-LDHs具有高抗菌活性和低溶血毒性的特点,为其今后作为抗菌剂在生物体内应用奠定了研究基础。

具有染料选择吸附性的衍生于沸石咪唑酯骨架-67的NiCo-层状双氢氧化物设计与合成

以沸石咪唑类金属有机骨架(ZIF-67)为模板合成了一种新型的中空吸附剂NiCo-LDH@ZIF-67,该吸附剂对甲基橙具有良好的选择吸附性以及可循环性。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱、电子能谱和氮气吸附-脱附等手段对样品进行了表征。研究了溶液的pH值、甲基橙的初始浓度以及染料与吸附剂作用时间对NiCo-LDH@ZIF-67吸附性能的影响。结果表明,该吸附剂对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附等温线符合朗缪尔方程。当pH值等于4,吸附时间15 min,吸附剂用量为2400 mg/L时,该吸附剂对甲基橙的最大吸附量可达1766 mg/g,高于之前文献报道的类似吸附剂。此外,NiCo-LDH@ZIF-67能从甲基橙和亚甲基蓝的混合溶液中选择性吸附甲基橙。

羧甲基纤维素/锌铝层状双氢氧化物气凝胶的制备与性能

通过在羧甲基纤维素(CMC)溶液中原位合成锌铝-层状双氢氧化物(Zn Al-LDH),并结合冷冻干燥制备了CMC/Zn Al-LDH复合气凝胶。结构和形貌分析表明,Zn Al-LDH与CMC具有较强的界面作用,Zn Al-LDH片层被CMC基体完全包覆。热性能和燃烧性能分析表明,相比于CMC,CMC/Zn Al-LDH复合气凝胶的热稳定性和阻燃性能得到了提高,这是由于在气凝胶表面上生长的针状碳酸钠促进了致密膨胀碳层的生成,而Zn Al-LDH稳定了碳层的结构。

双(咪唑啉-2-亚胺)吡啶铁、镍配合物引发的烯烃聚合行为

研究了含双(咪唑啉-2-亚胺)吡啶配体的铁、镍配合物在不同温度、不同助催化剂下对烯烃聚合行为的研究。铁配合物经改性甲基铝氧烷(MMAO)的活化对乙烯聚合具有良好的活性,并于60℃达到最高活性为1.68×10~6g PE/mol/h,且在较高的温度下活性并未衰减,所得聚乙烯的数均分子量可高达22万。镍配合物分别在助催化剂MMAO和甲基铝氧烷(MAO)的作用下对降冰片烯均表现出很高的活性,MAO体系的活性最高达7.65×10~7g/mol/h,产物的数均分子量达到50万;MMAO体系的活性虽然比MAO体系低(1.464×10~7g/mol/h),但产物的数均分子量最高可达150万。

氧化石墨烯-镍铝/层状双金属氢氧化物-碳纤维复合材料的制备及其电吸附去除水中2,6-二氯苯酚

在化学镀镍废水溶液中,通过一种有效回收镍的方法,制备了以硝酸根为层间阴离子的氧化石墨烯-镍铝/层状双金属氢氧化物-碳纤维(GO-NiAl/LDHs-CFs)复合材料。采用傅立叶红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜和X-射线衍射仪对制备的GO-NiAl/LDHs-CFs的表面形貌及结构进行了表征。将其用于电吸附处理水中2,6-二氯苯酚,考察了2,6-二氯苯酚初始浓度、电位、温度及时间等因素对电吸附效果的影响。结果显示:在0.1mol/L Na2SO4溶液中,1.0mmol/L初始浓度,0.2V电位,25℃,4h吸附时间,2,6-二氯苯酚的饱和吸附量为392.46mg/g。动力学和热力学研究表明,电吸附过程符合伪二阶动力学模型和Langmuir吸附模型,是自发的放热过程。

碱性介质中Ni-Fe层状双氢氧化物析氧催化剂的研究进展

电催化水裂解被广泛认为是一种非常有前景的制氢路线之一,这一反应过程包括析氢反应和析氧反应.与析氢反应相比,析氧反应涉及多步质子耦合-电子转移过程,需要较大的活化能垒和过电势,因此是水裂解反应的瓶颈.Ni-Fe层状双氢氧化物因其独特的层状结构和优异的析氧反应性能而备受关注.本文首先介绍了电催化析氧反应的机理以及评价电催化剂性能的关键参数和标准,讨论了Ni-Fe层状双氢氧化物催化剂的制备方法,随后重点综述了析氧反应性能优化策略,如构筑纳米结构、掺杂异原子、构建异质结构、负载单原子、调控缺陷位、扩大层间距等方法.最后,对Ni-Fe LDH催化剂未来发展提出了展望和挑战.

纳米Mg-Al层状双氢氧化物表面包覆SiO_2纳米膜的研究

采用溶胶-凝胶法在纳米Mg-Al层状双氢氧化物表面包覆SiO2纳米膜．通过酸溶分析、透射电子显微镜、FT-IR、XRD、TG和DSC分析，证实了在Mg-Al层状双氢氧化物表面包覆了一层连续致密的、厚约5nm的SiO2纳米膜，根据Al2p，Mg2p，Si2s及O ls的电子结合能的变化，可推知在纳米Mg-Al层状双氢氧化物和SiO2纳米膜表面形成了Mg-O-Si和Al-O-Si键，并据此分析了形成SiO2包覆膜的机理．经热分析表明，SiO2包覆的纳米LDHs和纳米LDHs两者在40—700℃之间失重过程大致相同，均出现了三个较为明显的质量损失阶段，至700℃时包覆量越大的质量损失越少．纳米LDHs在244．67和430．13℃有两个明显的吸热峰，吸热值分别达412．28和336．30J／g；而包覆纳米LDHs只在243．60℃处出现一个较明显的吸热峰，其吸热值为221．25J/g。

Ag_(2)O-NiTi-LDH复合材料的构建及其光催化氧化乙硫醇性能研究

本文将氧化银(Ag_(2)O)负载到镍-钛层状双金属氢氧化物(NiTi-LDH)上以构建Ag_(2)O-NiTi-LDH复合材料。通过XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis、电化学工作站和FT-IR等技术对样品进行表征。采用静态吸附-光催化的方法对乙硫醇进行吸附氧化降解。结果表明:复合材料中Ag_(2)O和NiTi-LDH之间存在相互作用,使得Ag_(2)O-NiTi-LDH复合材料比单一基体材料的带隙能小,光生电子-空穴的分离和迁移效率高;在光催化实验中,单一的基体材料NiTi-LDH对乙硫醇的光催化效果不明显,Ag_(2)O和Ag_(2)O-NiTi-LDH虽然都能将乙硫醇光催化氧化成硫酸盐,但Ag_(2)O-NiTi-LDH复合材料光催化氧化降解效率高于Ag_(2)O。

CoAl-LDH@Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene复合材料的制备及其氮氧化物气敏性能

采用简单的水热合成法,选取Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene为基底材料,钴-铝层状双氢氧化物(CoAl-LDH)为气敏活性材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,制备了三维CoAl-LDH@Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene(CAM)纳米片复合材料。在CAM-2复合材料中,CoAl-LDH片层均匀生长在Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene纳米片上形成三维分级结构。此结构使复合材料表面形成了大量的气体扩散通道并显示了高的比表面积。CAM-2气敏传感材料在室温下对氮氧化物气体显示了良好的敏感性和快速的响应/恢复时间。CAM-2传感器对1×10^(-4)浓度氮氧化物气体的气敏响应值为30.5,响应/恢复时间分别为1.6 s/13.3 s及3×10^(-8)的响应极限。此外,CAM-2气敏传感器同时具有良好的重复性和长期稳定性。证明了CAM-2复合材料在室温下氮氧化物检测领域具有广阔的应用前景。