解聚凹凸棒土负载纳米Fe/Ni材料对水中2,4-二氯酚的脱氯降解性能

采用球磨-冷冻工艺对凹凸棒土进行解聚处理,分别以解聚前后的凹凸棒土为载体负载纳米Fe/Ni,对比研究了所制复合材料的微观结构及对水中2,4-二氯酚(2,4-DCP)的脱氯降解性能,并考察了环境温度、溶液初始pH值对材料脱氯降解2,4-DCP性能的影响。结果表明,经解聚处理后,以棒晶束聚集体存在的凹凸棒土分散形成单独的纳米棒晶,纳米Fe/Ni颗粒团聚情况得到改善,复合材料比表面积增大,对水中2,4-DCP的脱氯降解性能显著提升,适当提升环境温度和合理的溶液pH值(3.0~9.0)均有利于复合材料对2,4-DCP的脱氯降解,其主要途径是直接脱除2个氯原子生成苯酚,次要途径为2,4-DCP先脱去1个氯原子生成2-氯酚或4-氯酚,再脱去另一个氯原子生成苯酚。

凹凸棒土负载纳米Fe/Ni的制备及其去除水中Zn(Ⅱ)性能研究

采用液相还原法制备以凹凸棒土为载体的纳米双金属Fe/Ni复合材料,通过Zn(Ⅱ)静态吸附试验,确定了除Zn(Ⅱ)效果最佳的Fe/Ni@ATP复合材料,即纳米铁与凹凸棒土的负载比为1∶2、Fe/Ni双金属中Ni掺杂比为2%,并考察了Zn(Ⅱ)初始浓度、pH及环境温度对该复合材料去除水中Zn(Ⅱ)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载和掺杂Ni改性以后,Fe/Ni@ATP复合材料的Zn(Ⅱ)去除率显著提高,颗粒团聚状况得到改善,比表面积明显增加。在实验条件范围内,较高的溶液pH值、环境温度以及较低的Zn(Ⅱ)初始浓度均有利于Fe/Ni@ATP复合材料对Zn(Ⅱ)的去除。该过程符合Langmuir吸附等温模型,吸附机理为零价铁表面氧化物与Zn(Ⅱ)的配合作用,此外,水中Zn(Ⅱ)也可以通过生成Zn(OH)_2沉淀的形式去除。

Ni在纳米Fe/Ni还原水中Cr(Ⅵ)过程中的促进机制

采用液相还原法制备了纳米Fe/Ni(nZVI/Ni)及纳米零价铁(nZVI),借助TEM、EDS、高效液相色谱仪等探究了Ni对nZVI/Ni还原水体中Cr(Ⅵ)的促进机制。结果表明,Ni的加入可降低Cr(Ⅵ)还原反应的活化能,有效地提高了纳米Fe/Ni对水体中Cr(Ⅵ)的去除率;在改善nZVI/Ni材料还原水体中Cr(Ⅵ)能力方面,Ni阻止Fe0氧化以及形成Fe-Ni原电池发挥了作用,但其将nZVI腐蚀产物H2转化为活性氢原子并未能促进Cr(Ⅵ)的还原。

纳米Fe/Ni催化降解2,4-二氯酚的机理及过程中参数变化

采用液相还原法制备了纳米Fe/Ni双金属材料,分析了其催化降解2,4-二氯酚的机理、降解过程中Ni的作用及相关参数变化。结果表明,2,4-二氯酚被纳米Fe/Ni降解的主要途径是2,4-二氯酚直接被脱去2个氯原子生成苯酚,此外也可先脱去一个氯原子生成2-氯酚或4-氯酚,然后继续脱氯生成苯酚;纳米Ni可将纳米Fe腐蚀产生的氢气转化为活性氢原子,活性氢原子再对2,4-二氯酚进行脱氯降解。在反应初期,溶液氧化还原电位及溶解氧浓度快速降低,pH及溶解铁浓度急剧升高,随着反应的进行,上述各参数值趋于稳定。

镍质量比对纳米Fe/Ni还原水中2,4-二氯酚的影响

采用置换沉积法制备Fe/Ni双金属以还原降解2,4-二氯酚(2,4-DCP),测定了置换液中Ni2+与纳米铁质量比(MNi2+/MFe)不同时所制备的Fe/Ni双金属中的镍含量,考察了镍质量比对Fe/Ni还原2,4-DCP效率的影响,结果表明,随着MNi2+/MFe增大,Fe/Ni双金属中的镍含量增加,并且对2,4-DCP的还原效率也相应提高。当MNi2+/MFe增至40%时,对2,4-DCP的去除率最高,接近100%,且82.0%的2,4-DCP被完全脱氯还原为苯酚,SEM结果也表明该比例制备的Fe/Ni较分散、粒径较小。Fe/Ni与2,4-DCP反应后,Fe0被氧化为铁氧化物Fe3O4、Fe2O3或Fe O(OH)。

纳米Fe/Ni还原水中2,4-二氯酚途径及pH的影响

利用改性纳米Fe/Ni双金属还原降解2,4-二氯酚(2,4-DCP),考察了p H对Fe/Ni还原降解2,4-DCP的效率的影响。结果表明:当p H=5.5,反应时间为120 h时,由于吸附及还原2种作用,Fe/Ni对水中2,4-DCP的去除率接近100%,且47.0%的2,4-DCP被脱氯还原为苯酚。p H<5.5时,Fe0被腐蚀消耗较多,且H+会与2,4-DCP争夺电子,不利于还原反应的进行;p H>5.5时,因参与脱氯还原的H+不足及铁氢氧化物沉淀覆盖活性位点,导致还原降解效率随着p H升高而降低。通过分析中间产物和最终产物的浓度变化,明确了2,4-DCP的还原降解途径:(1)2,4-DCP被Fe/Ni还原脱去一个氯生成2-氯酚或4-氯酚,然后继续脱氯生成苯酚;(2)2,4-DCP直接被脱去2个氯生成苯酚。

Fe/Ni比对WC-Fe-Ni硬质合金微观组织及性能的影响

在1450℃下低压烧结制备5种不同Fe/Ni比(质量比)的WC-Fe-Ni硬质合金,通过SEM、TEM、XRD、力学性能测试和电化学测试研究Fe/Ni比对硬质合金的显微组织和性能的影响。结果表明:随Fe/Ni比增大,晶粒尺寸先下降后上升;Fe/Ni比为3:1时,合金晶粒尺寸最小,为1.24μm;合金抗弯强度变化趋势和晶粒尺寸变化呈反比;硬度不断提高,断裂韧性变化与烧结致密度变化均保持先上升后下降趋势;在Fe/Ni比为3:1时,合金断裂方式主要为沿晶断裂,在Fe/Ni比不等于3:1时会出现较多穿晶断裂;合金耐酸性溶液腐蚀能力不断变差。当Fe/Ni比为3:1时,合金的综合性能最好,其硬度、抗弯强度、断裂韧性、腐蚀电流密度分别达到934HV、3047MPa、23.3 MPa?m^(1/2)、3.98×10^(-5) A/cm^2。

负载型纳米Fe/Ni材料同步去除水中硝酸盐/磷酸盐

水体的富营养化主要与硝酸盐和磷酸盐有关,但目前的处理方法大多只对其中一种污染物有去除效果。制备的负载型Fe/Ni双金属复合材料(DOW 3N-Fe/Ni)能实现NO_3^-和PO_4^(3-)的同步去除。当NO_3^--N为20 mg/L,PO_4^(3-)-P为1 mg/L时,NO_3^-和PO_4^(3-)的去除率分别可达70%和99%。探讨了DOW 3N-Fe/Ni同步去除NO_3^-和PO_4^(3-)的机理,铁镍金属在还原NO_3^-的过程中被氧化为金属离子或金属氧化物及氢氧化物,并通过Lewis酸碱理论、静电作用及吸附作用去除PO_4^(3-),实现NO_3^-和PO_4^(3-)的同步去除。

Al/Fe/Ni界面固态扩散实验分析

采用'铆钉法'制备了含有Al/Fe,Al/Ni和Fe/Ni两相界面和Al/Fe/Ni三相交接点的扩散偶,利用光学显微镜、扫描电镜背散射技术和微区能谱分析技术对扩散偶的界面反应区域进行了观察分析。结果表明,两相界面处金属间化合物新相的生成受扩散动力学和热力学双重因素的控制,Al/Ni和Al/Fe两相界面均生成富Al金属间化合物,Fe/Ni界面上只存在界面模糊的固溶体组织,Al/Fe/Ni三相交接点附近没有三元金属间化合物生成。

纳米Fe/Ni及其反应后FeOOH耦合去除水中对氯硝基苯及其脱氯产物的研究

用纳米Fe/Ni(n-Fe/Ni)去除水中对氯硝基苯,对反应前后的材料进行了SEM和XRD表征。结果表明,n-Fe/Ni与对氯硝基苯反应8 h后,形貌由球形转变成板条形,晶相由Fe(0)转化为纤铁矿、四方纤铁矿和针铁矿(化学组成均为FeOOH),n-Fe/Ni及其反应后生成的FeOOH可通过耦合分别将对氯硝基苯及其脱氯产物-苯胺去除。耦合去除历程和机制为:n-Fe/Ni中Fe(0)提供电子还原硝基为胺基,并在Ni催化下将对氯苯胺脱氯为苯胺,同时自身被对氯硝基苯、溶解氧和水氧化为FeOOH,FeOOH再吸附脱氯产物苯胺,从而将对氯硝基苯及苯胺从水中彻底去除。pH=2~9时,耦合去除能够良好进行;温度在15℃~35℃范围内时,升高温度可以加速反应。本研究为氯代有机物污染水体的彻底修复提供了一种新思路。

PAA-b-PS包埋纳米Fe/Ni材料的制备及其应用研究

合成了一种新材料聚丙烯酸-b-聚苯乙烯包埋纳米Fe/Ni颗粒(PAA-b-PS-Fe/Ni),并对1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-TCA)的选择性脱氯效果进行了评价。由于PAA-b-PS可以防止零价铁团聚,PAA-b-PS包埋纳米Fe/Ni双金属颗粒的平均尺寸约为50 nm。在1.0 g/L Fe/Ni(Ni/Fe质量比为2%)和0.5 g/L PAA-b-PS的包埋质量浓度下,脱氯反应在240 min后达到平衡,并对200 mg/L的1,1,1-TCA的去除效率最佳(87.5%)。PAA-b-PS-Fe/Ni对1,1,1-TCA的去除效率与无机阴离子(NO3-、HCO3-和SO42-)无关,去除效率均约为88%。然而,腐植酸对1,1,1-TCA的降解有很大影响。总之,PAA-b-PS包埋纳米Fe/Ni颗粒具有选择性,并且对于降解地下水中1,1,1-TCA非常有效。

海泡石负载Fe/Ni去除对氯硝基苯的还原途径及温度与pH的影响

针对零价铁易团聚、氧化和钝化的缺陷,选用海泡石为载体、过渡金属镍为催化剂,制备了一种克服以上缺陷的海泡石负载铁镍复合材料(用Fe/Ni-SEP表示),研究了该材料还原水中对氯硝基苯的还原途径、机制及pH与温度的影响。研究结果表明,在30℃下用2g·L^-1投加量的Fe/Ni-SEP去除初始浓度为10mg·L^-1的对氯硝基苯溶液,120min时有94.3%的对氯硝基苯被还原成苯胺。去除过程符合L-H模型,说明去除为还原与吸附的协同作用,其中k1>>k2,因此吸附为速率决定步骤。还原途径与去除机制为:Fe/Ni-SEP中零价铁作为电子供体将硝基还原为胺基,金属镍将零价铁的腐蚀产物H2转化为活性氢,活性氢作用于苯环上的C-Cl键,使对氯苯胺加氢脱氯变成苯胺。升高温度加快了传质速率,且利于反应物越过能垒,使反应速率加快。pH为3~7时,利于发生还原脱氯反应。

原位同步辐射光电离质谱研究压力对3Mn10Fe/Ni催化剂上N2O形成途径的影响

为了研究N_(2)O在氨选择性催化还原脱硝(NH_(3)-SCR)过程中的形成途径及其选择性受压力影响的变化规律,采用原位光电离质谱研究方法结合流动管反应器,对3Mn10Fe/Ni催化剂NH_(3)-SCR反应体系中气相物种进行了原位检测并获得了各组分的质谱图,进一步分析了不同工况、温度和压力条件下N_(2)O选择性以及NO_(x)和NH_(3)转化率的变化规律。研究结果表明,N_(2)O形成主要来源于非选择性催化反应(NSCR)和吸附态NH_(3)氧化(NSNO)反应,其中,100−250℃由NSCR占据生成N_(2)O的主导地位,250−400℃两种形成途径贡献相当,400−500℃NSNO成为主要来源。此外,低压降低了催化剂在低温区的脱硝活性,却促进了在高温区通过NSNO反应生成N_(2)O的形成途径。

凹凸棒石的解聚对凹凸棒石负载纳米Fe/Ni降解水中2,4-二氯酚的增强作用

分别采用冷冻法、球磨法、水热法、球磨-冷冻法和球磨-水热法对凹凸棒石进行解聚,以解聚后的凹凸棒石为载体,负载纳米Fe/Ni降解水中的2,4-二氯酚,探究凹凸棒石的解聚对凹凸棒石负载纳米Fe/Ni降解水中2,4-二氯酚的增强作用。结果表明,单独采用球磨法或冷冻法对凹凸棒石解聚不明显。球磨-冷冻法解聚的凹凸棒石,其BET比表面积最大可达151.28 m^(2)·g^(-1),较未解聚前提高了21.87 m^(2)·g^(-1)。球磨-水热法起不到解聚凹凸棒石晶束的作用,反而会促进凹凸棒石二次团聚。以球磨-冷冻解聚的凹凸棒石负载纳米Fe/Ni降解2,4-二氯酚,在反应120 min时降解率可达99.9%,苯酚生成率为92.2%,较凹凸棒石负载纳米Fe/Ni分别提高了20.0%和38.3%,降解反应速率常数由0.01428 min^(-1)增至0.07806 min^(-1)。

推迟模式下侧向Fe/Ni超晶格体极化子禁带宽度研究

基于等效介质理论计算了半无限侧向Fe/Ni体系超晶格的体模式,通过对体极化子禁带宽度的讨论给出了自旋波在该体系下传播区域的改变。外场较小时磁性层的磁比例因子与外场对禁带宽度的影响规律性较强,Ni层越厚、外场越大禁带宽度越大。外场增大使趋肤效应与涡流损耗效应增强,导致自旋波衰减,禁带宽度变化情况复杂化。讨论结果与J.Barnas利用传输矩阵方法算出的磁性/非磁性超晶格推迟模式的体极化子的色散曲线很相似。对比发现,等效介质理论更具简便性,在所研究体系中第二种磁性介质的饱和磁化强度趋于0时即为J.Barnas的磁性/非磁性超晶格。

功能化PS微球负载纳米零价Fe/Ni降解对硝基氯苯的研究

以季胺化PS微球(PS-CH_2-N^+(C_2H_5)_3Cl^-)为载体,吸附溶液中的Fe^(3+)和Ni^(2+),用硼氢化钠还原氯制备负载型纳米零价Fe/Ni(PS-NZVFe/Ni),采用SEM、EDS、BET对其进行表征。以对硝基氯苯为目标物,考察了PS-NZVFe/Ni对目标物的催化还原脱氯效果,发现Ni/Fe质量比、PS-NZVFe/Ni质量、温度、溶液pH对降解反应均有影响。1.0 g PS-NZVFe/Ni(Ni/Fe质量比为2.0%)25℃下处理pH为3~7、250 mL浓度为250.3 mg/L的p-CNB水溶液,振荡速度为110 r/min,20 min时p-CNB转化率可达99.0%以上,90 min后p-CNB完全还原成苯胺。

Fe/Ni多层薄膜尺寸效应的分子动力学模拟

本文采用分子动力学方法对BCC/FCC对接结构的Fe/Ni多层薄膜系统进行了模拟研究,通过改变薄膜的单层厚度来研究薄膜的尺寸效应,薄膜单层厚度的变化范围在6 nm^26 nm之间。模拟结果显示,随着Fe/Ni薄膜单层厚度的减小,屈服应力呈增加趋势,符合经典的Hall-Petch关系;当单层厚度减小到某一临界尺寸(10.6 nm^15.18 nm)后,Fe/Ni薄膜的屈服应力不再增加,在一定的范围内波动,当薄膜单层厚度进一步减小时,屈服应力呈减小的趋势,显示出反Hall-Petch关系。

纳米Fe/Ni薄膜界面位错的形核和发射

用分子动力学模拟的方法研究了拉伸加载下位错在Fe/Ni界面的形核和发射过程。拉伸沿Fe[1 0 0]方向进行,平行于界面。由于晶格失配,系统弛豫后在Fe(0 0 1)/Ni(1 1 0)界面处会形成长方形的失配位错网络。模拟结果显示,当应变达到7.2%时,滑移位错首先在界面处失配位错线上形核,随着应变增加滑移位错向铁内部发射,而在镍内部并没有位错发射。当应变达到8.4%时,镍内才出现位错发射。在Fe基底中位错主要在{1 1 0}滑移面上滑移,而在Ni中主要在{1 1 1}滑移面上滑移。

Fe/Ni比对Li_(1.2)Fe_(0.2-x)Ni_(0.1+x)Mn_(0.5)O_(2)纳米颗粒电化学性能的影响

通过调整化学组成x(x为0、0.05、0.1),采用自蔓延燃烧合成了不同Fe/Ni比的前驱体,经700℃高温煅烧合成出纳米Li_(1.2)Fe_(0.2-x)Ni_(0.1+x)Mn_(0.5)O_(2)材料。XRD分析表明随着Fe/Ni比增大,材料的晶体结构由α-NaFeO_(2)层状结构向单斜C2/m结构过渡,晶系对称性降低。x=0.05时(Fe/Ni比为1:1),Li_(1.2)Fe_(0.2-x)Ni_(0.1+x)Mn_(0.5)O_(2)纳米材料(LFNMO-1F1N)具有良好的α-NaFeO2层状结构和更完整的层状程度,晶粒尺寸为10.96nm。SEM分析表明LFNMO-1F1N为分布均匀的纳米颗粒,粒径范围38~62 nm。恒电流测试结果表明,在0.1C倍率下,LFNMO-1F1N的首次可逆容量高达258.9 mAh·g^(-1),远高于LFNMO-2F1N(191.6 mAh·g^(-1))和LFNMO-1F2N的可逆容量(155 mAh·g^(-1)),在2C倍率下的可逆容量仍有138.4 mAh·g^(-1)。在1C倍率下充放电循环100次后,可逆容量仍有122.6mAh·g^(-1),保持率为78.6%。研究结果表明,当Fe/Ni比为1:1时,Li_(1.2)Fe_(0.15)Ni_(0.15)Mn_(0.5)O_(2)纳米颗粒具有最大的可逆比容量、最佳倍率与循环性能。

WC-Fe/Ni/Co材料的物理力学性能和化学稳定性研究

本研究 对象为 粘结剂成 分 Ｆｅ ＋ Ｎｉ ＋ Ｃｏ ＝ １０ ％ 和 Ｆｅ ＋ Ｎｉ ＋ Ｃｏ ＝ ２０ ％ 的两 类 Ｗ Ｃ Ｆｅ／ Ｎｉ／ Ｃｏ 材料。研究了它 们的粘结 剂 合 金 化 元素 及 其 加 量 对 Ｗ Ｃ Ｆｅ／ Ｎｉ／ Ｃｏ 物 理 力学 性 能 和 化 学稳 定 性 的 影响。研究 表明，用合 适合金 成分的 Ｆｅ／ Ｎｉ／ Ｃｏ 粘结剂 采用“双 重晶粒结 构”湿磨 工艺能完 全取代