FeS-Fe^(0)纳米复合材料活化过硫酸盐降解双酚S的研究

双酚S(BPS)是一种新兴的内分泌干扰物,在环境中广泛存在,并对自然环境和人体健康有严重危害。制备了FeS-Fe^(0)纳米复合材料作为催化剂,明确了FeS-Fe^(0)纳米复合材料活化PS体系(FeS-Fe^(0)/PS体系)的反应条件对去除BPS的影响,包括材料中FeS与Fe^(0)摩尔比、材料投加量、PS浓度、溶液初始pH值等,并应用X射线衍射分析、X射线光电子能谱分析等技术表征该复合材料,通过反应体系对比实验、Fe离子溶出实验、PS的消耗实验、猝灭实验、电子顺磁共振波谱检测,探究了FeS-Fe^(0)纳米复合材料的活化机理。实验结果表明:FeS-Fe^(0)/PS体系降解BPS的最优条件为溶液初始pH=3、FeS与Fe^(0)摩尔比1∶25、材料投加量0.10 g/L、PS浓度1.0 mM;FeS-Fe^(0)/PS体系中产生的硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))和羟基自由基(HO·)可降解BPS,且HO·占主导作用;FeS-Fe^(0)纳米复合材料表面的FeS促进了铁离子的溶出和循环,因此其活化能力优于纳米零价铁。

LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4/C纳米复合材料的制备与电化学性能研究

结合溶胶-凝胶和高温固相合成方法成功制备了橄榄石结构的LiMn0.8Fe0.2PO4/C固溶体材料, X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征结果表明纳米尺度的LiMn0.8Fe0.2PO4颗粒均匀分散于原位形成的碳导电网络中。将该纳米复合材料用作锂离子电池正极材料时, 充放电曲线中除了对应于Fe3＋/Fe2＋电对的较短平台（-3.5 V vs Li＋/Li）外, 更高电压的长平台（-4.1 V vs Li＋/Li）对应于LiMn0.8Fe0.2PO4晶格中Mn随Li＋脱出嵌入的氧化还原反应, 该高的电压平台可明显提高相应锂离子电池的能量密度。此外, 使用恒电流间歇滴定技术（GITT）和电化学阻抗谱（EIS）详细研究了LiMn0.8Fe0.2PO4/C电极中锂的化学扩散行为, GITT和EIS所得的锂化学扩散系数DLi分别为5×10-15 - 1×10-14 cm2/s和1.27×10-13 - 2.11×10-13 cm2/s。研究结果表明, DLi值随测试温度的升高而增加, 因此可以通过提高工作温度来改善该类材料的电化学性能。

纳米Fe^0/FeS复合材料制备及降解偶氮染料废水

以Na_2S为硫源成功制备了比表面积为29.61 m^2/g、含有纳米Fe^0、少量FeS及铁氧化物的纳米S-nZVI新型复合材料,用于典型偶氮染料甲基橙的降解。优化了材料的硫化率、投加量和初始甲基橙含量等降解工艺参数,并研究了不同硫化率下S-nZVI降解甲基橙的动力学。结果表明,S-nZVI材料的硫化率和投加量等因素对甲基橙降解效率具有较大的影响,而甲基橙初始含量对其影响并不大。当甲基橙初始质量浓度为20 mg/L,控制优化降解条件S-nZVI硫化率(Fe^0、FeS的摩尔比)为3:1,投加量为70 mg,反应10 min左右,降解率接近100%。反应40 min时,S-nZVI降解甲基橙符合准1级反应动力学。合成的纳米S-nZVI新型复合材料具有很大的工业应用潜力。

基于碳纳米管改性0-3-1型水泥基压电复合材料诱导极化工艺的研究

采用碳纳米管对0-3-1型压电复合材料进行改性,研究了诱导极化电压(E1)、诱导电压方向、极化温度(T)、极化时间(t)、二次极化电压(E2)等相关因素对0-3-1型水泥基压电复合材料压电性能的影响,确定了0-3-1型水泥基压电复合材料最优的极化工艺和制备过程。结果表明,碳纳米管改性0-3-1型水泥基压电复合材料的最优诱导电场方向为与1型陶瓷柱夹角为30°方向,合理诱导电压为600 V/cm,合理二次极化电压为3 kV/mm,合理极化温度为100℃,合理极化时间为30 min。

纳米铁系双金属复合材料还原水中硝酸盐氮

利用液相还原法分别制备了纳米Fe0、纳米Fe/Ni及Fe/Cu粒子,并在无氧条件下将其应用于水中硝酸盐污染物的去除研究,分别考察了负载量、硝酸盐初始浓度等条件对硝酸盐去除速率的影响,并对三种纳米材料还原硝酸盐的产物及反应机理进行了分析和讨论。实验结果表明,铜负载量为5.0%的纳米Fe/Cu粒子(投加量为1.5 g/L)在20 min内对硝酸盐的去除率接近100%,反应过程中有大量亚硝酸盐产生,但随着反应的进行又逐渐消失,反应的最终产物主要为氨氮,占体系总氮的75%,另有25%的氮损失;在纳米Fe0与Fe/Ni粒子还原硝酸盐产物中,氨氮的转化率均为95%以上。纳米Fe/Cu粒子对产物的选择性优于Fe0和Fe/Ni粒子。

颗粒分散型纳米复合材料的研究

采用溶胶-凝胶法制备了粒径为30～50nm 锆钛酸铅 PZT 纳米压电粉体。将 PZT 纳米粉分散于环氧树脂中得到具有0-3连通性的颗粒分散型纳米复合材料。讨论了影响 PZT 纳米粉体合成、纳米粉体分散均匀性和压电复合材料性能的主要因素,包括 pH 值、粘度、超声波分散与柠檬酸三铵分散、PZT 纳米粉的含量等。

激光烧结聚合物基纳米蒙脱土复合材料的实验研究

将纯PS粉末、PS/OMMT复合粉末和PS/EP/OMMT复合粉末进行激光烧结试验。结果表明,在相同的工艺参数条件下,两种复合粉末的烧结试样均有优于纯PS粉末的表现;而PS/EP/OMMT复合粉末的表现最佳,在拉伸强度、弯曲强度和悬臂冲击强度方面比纯PS粉末分别提高了139%、108%和179%。

纳米ZnO复合光催化剂的制备及光催化性能

本文采用离子交换法制备纳米ZnO/云母复合材料。用制备的纳米ZnO/云母复合材料在紫外灯下光催化降解甲基橙溶液。实验过程中采用重铬酸钾法测定催化过程前后甲基橙的COD值,通过UV检测确定以该纳米复合材料为催化剂,在不同条件下对甲基橙的光催化降解率。结果表明:甲基橙溶液在pH值在5左右时,光催化降解率最高,H2O2浓度为0.9g/L时,光催化率可达100%,且光催化降解率随纳米复合材料用量增加而增大,以及比较对去离子水和井水配制甲基橙溶液光催化性能。

纳米SiO_2-氧化石墨烯/环氧涂层的制备及其防腐蚀性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),并将GO与经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性的纳米SiO_2进行复合,制备出纳米SiO_2-GO。通过FTIR、XRD、SEM、TEM等分析手段对SiO_2-GO进行表征。采用机械搅拌与超声分散的方法将SiO_2-GO添加到环氧树脂(EP)中。对添加不同质量分数纳米SiO_2、GO和纳米SiO_2-GO的EP基复合材料涂层的物理性能和电化学性能进行测试。结果表明,与纯EP涂层相比,SiO_2/EP、GO/EP和纳米SiO_2-GO/EP复合材料涂层的硬度、附着力和耐腐蚀性能得到显著增强,其中加入2wt%纳米SiO_2-GO/EP复合材料涂层硬度达到5 H,附着力等级达到1级,浸泡24h后涂层保护效率为99.33%。15天浸泡试验结果表明,添加1.5wt%纳米SiO_2-GO/EP复合材料涂层的硬度达到5H,附着力达到1级,涂层保护效率仍能达到97.12%。