沉积-沉淀法制备Pd-Cu/凹凸棒土催化剂及其常温潮湿环境下CO催化氧化性能

采用沉积-沉淀法制备Pd-Cu/凹凸棒土(PC/APT)催化剂,以CO氧化为探针反应,在连续流动微反装置上考察其常温潮湿环境下CO催化氧化性能。作为对比,同时采用常规浸渍法制备催化剂。通过N2物理吸附-脱附、XRD、FT-IR和TPR等对催化剂结构和性质进行表征。结果表明,与浸渍法制备的催化剂不同,采用沉积-沉淀法制备的PC/APT催化剂上Cu物种分别以Cu_2Cl(OH)_3和CuO形式存在,其中,Cu_2Cl(OH)_3物种与Pd物种间相互作用较强,催化剂还原性能显著提高,表现出良好的CO催化氧化活性。在空速6 000 h^(-1)、CO体积分数0.5%和水蒸汽体积分数3.3%条件下,采用沉积-沉淀法制备的PC/APT催化剂上CO转化率大于84%的时间不低于160 min。

沉淀温度对Pd-Cu/凹凸棒土结构及其CO常温催化氧化性能的影响

以凹凸棒土(APT)为载体,NH3·H2O为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制备Pd-Cu/APT催化剂。在连续流动微反装置上,考察不同沉淀温度对Pd-Cu/APT催化剂CO常温催化氧化性能的影响。利用N2物理吸附-脱附、XRD、FT-IR和H2-TPR等对Pd-Cu/APT催化剂进行表征。结果表明,不同沉淀温度制备的催化剂均含有Cu2Cl(OH)3和CuO两种形式的Cu物种,但与沉淀温度25℃和90℃制备的催化剂相比,沉淀温度70℃制备的催化剂具有更多的活性Cu2Cl(OH)3物种,这有利于Pd2+物种的再生,显著提高其CO常温催化氧化活性。

焙烧温度对Pd-Cu/凹凸棒土CO常温催化氧化性能的影响

以凹凸棒土(APT)作载体,采用等体积浸渍法制备了Pd-Cu/APT催化剂,以CO氧化为探针反应,在连续流动微反装置上,考察了焙烧温度对催化剂CO常温催化氧化性能的影响。通过N2-物理吸附、XRD、TG、FT-IR和H2-TPR等手段对催化剂的结构和性质进行了表征。结果表明,随焙烧温度升高,Pd-Cu/APT中载体逐步脱水,进而引起催化剂结构和织构变化,其中,Cu物种由Cu(OH)Cl逐渐向CuO转变,同时,高分散的Pd物种与Cu物种间相互作用先增强后减弱。经300℃焙烧的催化剂比表面积大,Cu物种以Cu(OH)Cl形式存在,且具有良好的分散状态,与Pd物种之间产生较强的相互作用,显著提高了其还原性能。在空速6 000 h-1、CO体积分数0.5%、水蒸气体积分数3.3%的反应条件下,常温可将CO完全转化800 min以上。焙烧温度高于或低于300℃均引起CO常温催化氧化性能的下降。

氨浓度对氨蒸发法制备Pd-Cu/凹凸棒土催化剂常温CO氧化性能的影响

以凹凸棒土(APT)作载体,采用氨蒸发法制备了Pd-Cu/APT催化剂,以CO氧化为探针反应,在连续流动微反应装置上,考察了初始氨浓度对催化剂CO常温催化氧化性能的影响。通过N2-physisorption、XRD、FT-IR、TEM和H2-TPR等手段对催化剂的结构和性质进行了表征。结果表明,在较低或过高氨浓度条件下,制备的PdCu/APT中Cu物种均主要以Cu O为主,仅有少量Cu2(OH)3Cl;适宜的氨浓度有利于稳定Cu2(OH)3Cl物相的形成,其薄片状的形貌特征、良好的分散状态以及与Pd物种间较强的相互作用,显著提高了CO催化氧化性能。在空速6 000 h-1、CO体积分数1.5%、水蒸气体积分数3.3%的反应条件下,Pd-Cu/APT催化剂表现出优异的CO室温催化氧化活性和稳定性。

聚丙烯酰胺/桃胶多糖/凹凸棒土杂化水凝胶的制备与吸附性能

采用氧化-还原聚合制备了聚丙烯酰胺/桃胶多糖/凹凸棒土杂化水凝胶(PAAm/PGP/ATP),以其作为吸附剂去除水溶液中阴离子染料新胭脂红。采用傅里叶红外光谱、热失重、扫描电子显微镜等手段对杂化水凝胶进行了表征,并研究了杂化水凝胶的吸附动力学、热力学和等温吸附行为。结果表明:通过氧化-还原聚合制备了含有微米孔道的杂化水凝胶,最大吸水率为11.2g/g。PAAm/PGP/ATP杂化水凝胶达到吸附平衡的时间为10min,吸附过程符合准一级动力学模型,为吸热的自发过程,且符合Langmuir等温线模型,杂化水凝胶对新胭脂红的最大吸附容量为504.5mg/g。

硼酸盐改性凹凸棒土制备壳聚糖-羟乙基纤维素气凝胶吸附罗丹明B染料性能研究

采用四硼酸钠(STB)改性ATP,引入硼酸基团提高了材料对染料的选择性,后与壳聚糖(CS)和羟乙基纤维素(HEC)交联,制备STB-ATP@CS-HEC气凝胶,用于去除罗丹明B染料(RhB)。理化表征结果表明,该气凝胶具有良好的溶胀性,60 min达到溶胀平衡,溶胀率为1 172.5%。基于准二级模型、Temkin和Freundlich等温线模型,可以较好地描述气凝胶对RhB染料的吸附行为,主要是化学多分子层吸附。在303 K时,将20 mg材料投加到50 mL初始浓度为250 mg/L的RhB染料中,吸附量178.83 mg/g。材料有良好的吸附再生能力,在染料废水处理领域具有良好的应用前景。

凹凸棒土对3D打印水泥基材料工作性能及抗压强度的影响

高掺量粉煤灰应用于3D打印混凝土中存在建造性和抗压强度等性能降低的问题,为了改善这一问题,本文将凹凸棒土(ATP)作为掺合料,研究了凹凸棒土掺量(0%、1%、2%和3%,质量分数)对高掺量粉煤灰3D打印水泥基材料工作性能及抗压强度的影响。结果表明,ATP吸附了浆体中大量水分,且填充了较大水泥颗粒的空隙,使浆体流动度降低,强度和屈服应力增大。当ATP掺量为1%~3%时,样品的挤出性和建造性良好。随着ATP掺量增加,养护7和70 d的打印试块在X、Y和Z三个方向的抗压强度均高于对照组。养护7 d时,ATP掺量为3%的试块在Z方向抗压强度最大,为14.0 MPa;养护至70 d时,ATP掺量为2%的试块在Y方向的抗压强度最大,达到了24.1 MPa。

锆基凹凸棒土的制备及其对水体中内分泌干扰物去除性能

通过锆改性绿色友好材料凹凸棒土制备锆基吸附材料去除内分泌干扰物,对其进行一系列测试表征。结果表明,在锆基改性材料表面存在具有功能基团ZrO2,其结构稳定,改性后材料的表面积和总孔容积分别提升3.8倍和2.2倍,在pH为1.5时,电位由负变正,该性质的改变有利于对水体中内分泌干扰物的去除。将锆基改性材料用于4种常见的内分泌干扰物(双酚A、17β-雌二醇、17α-雌二醇、己烷雌酚)的吸附去除研究。结果表明,在pH为1.5,吸附剂投加量为15 mg,内分泌干扰物质量浓度为0.5μg·mL^(-1),吸附30 min后去除率可达100%,该材料经过重复利用4次,其对于内分泌干扰物的去除率可达60%以上。4种污染物的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。

壳聚糖改性凹凸棒土对食源性致病菌核酸提取效果的影响

利用壳聚糖对凹凸棒土(attapulgite,ATP)进行表面改性,考察改性对ATP吸附性能的影响,并建立基于壳聚糖-ATP的DNA提取方法,以实现食源性致病菌基因组DNA的低成本、高效提取。利用X射线衍射光谱等手段对材料进行表征,并利用吸附动力学模型和吸附等温模型考察改性材料对DNA的吸附机制。以3种食源性致病菌基因组DNA为提取对象,考察提取量、纯度、完整性和提取方法的可靠性。结果表明,准一级动力学模型和Freundlich模型能更好地模拟吸附结果,壳聚糖改性可显著提高ATP的吸附性能,壳聚糖-ATP对DNA饱和吸附量为23.648μg/mg,提取的基因组DNA完整性好、纯度高,且提取方法的重复性好。

改性凹凸棒土的制备及其催化解吸CO_(2)性能研究

为进一步降低碳捕集技术成本,提高CO_(2)解吸效率,制备了一种低成本的金属改性凹凸棒土(ATP)固体酸催化剂,通过调控催化剂酸位丰度促进胺溶剂再生速率。结果表明,ATP-Zr可将CO_(2)解吸量和解吸速率分别提升13.8%和42%。此外,对合成的催化剂进行了表征分析以及成型工艺的研究,可为固体酸催化剂制备及低能耗CO_(2)捕集技术的工业化应用提供理论支撑。

改性凹凸棒土的孔结构与吸放湿性能研究

针对机械式湿度调节能耗过高的问题,利用热改性、酸改性、碱改性,以及无机盐改性4种改性方式,对天然多孔矿物凹凸棒土进行改性,制备具有高效吸放湿性能的材料,用于被动调节室内湿度,从而实现建筑节能;通过XRD、SEM和BET等方法表征分析改性前、后凹凸棒土的物相与微观形貌,对比测试改性前、后样品的吸、放湿效率,系统探究不同改性方式对凹凸棒土吸放湿性能的影响。结果表明:700℃热改性有利于熔融凹凸棒土表面的针状晶体,形成更丰富的孔隙结构;浓度1 mol/L盐酸酸浸处理有利于去除杂质,增加微孔数量;在相对湿度33%~98%的环境下,相较于原矿,热改性和酸改性样品的120 h吸湿率分别提高了41.14%和35.32%,酸改性样品的放湿率提高了34.54%。

凹凸棒土对石膏3D打印材料基本性能和可打印性能的影响

增稠剂是3D打印材料的关键组分,但常用的增稠剂以有机物为主,会降低石膏的力学性能。为此,本文选取了凹凸棒土与羟丙基甲基纤维素醚作对比,测试了凹凸棒土对石膏3D打印材料工作性能、力学性能以及实际打印性能的影响。结果表明:与羟丙基甲基纤维素醚相似,凹凸棒土降低了石膏3D打印材料的流动度,增加了动态屈服应力;随凹凸棒土掺量增加,材料抗折抗压强度先降低后增加,而羟丙基甲基纤维素醚组抗折、抗压强度则呈下降趋势;在实际打印中,凹凸棒土组体积稳定性和开放时间结果与羟丙基甲基纤维素醚组相似,实际打印强度高于羟丙基甲基纤维素醚组23%以上。羟丙基甲基纤维素醚通过吸水溶胀、分子缠绕来提高浆体的黏度,而凹凸棒土具有丰富的孔结构,在浆体中以氢键和范德瓦耳斯力吸附水分子和增稠石膏颗粒。

高性能凹凸棒土-聚四氟乙烯分离膜的制备工艺及其研究

目的由于工业含油废水的日益增多和溢油事故的频发,高性能分离膜的制备研究受到了极大的关注。有特殊表面润湿性的膜由于其分离效果好,在油水分离的实际应用中被广泛应用。然而,实际要获得有特殊表面润湿性的膜不仅制备过程复杂,而且成本高昂。制备有特殊润湿性表面的方法通常为2步,先构造分级粗糙表面,然后用低表面能材料对表面进行化学修饰。方法提出了一种简单、低成本、高效的方法,通过皮秒激光在聚四氟乙烯上打孔,然后喷涂凹凸棒土来制备高性能的凹凸棒土-聚四氟乙烯油水分离膜。结果制得凹凸棒土-聚四氟乙烯分离膜,由于聚四氟乙烯本身就具有疏水性,再经过打孔、喷涂工艺的叠加,其表面形成了独特且粗糙的微纳结构,测试的样品中接触角均在150°以上,具有超疏水特性。在油水分离过程中,薄膜的微孔直径小于200μm时,其油水分离效率均在98.0%以上。更重要的是,所制备的膜的分离效率在严重磨损或40次分离循环后没有明显变化,其分离效率仍在96.0%以上,并且在强酸强碱等腐蚀介质中浸泡24h后,依然具有良好的润湿性能和油水分离性能,表明该膜具有良好的耐用性和稳定性,为快速制备高性能分离膜提供了新的途径。结论制备的超疏水凹凸棒土-聚四氟乙烯膜具有优异的性能,可在实际过程中广泛应用。

复合凹凸棒土的聚合物隔膜的制备及其在锂电池中的应用

在锂电池的四个主要组成部分中,隔膜的性能对电池的性能有着直接的影响。目前,市场上广泛使用的是制备技术成熟、成本相对较低的聚烯烃类隔膜,但其存在孔隙率差、热稳定性差、电解液润湿性差等缺点,从而限制了锂电池的发展。因此,对隔膜进行性能改善是提高锂电池性能的一项关键措施。以聚丙烯隔膜为基质,主要采用静电吸附法在聚丙烯隔膜表面涂覆一层凹凸棒土,探讨凹凸棒土对隔膜的性能改造效果。结果表明,当凹凸棒土质量浓度为1mg/mL、隔膜浸渍时间为12h时,凹凸棒土可成功复合于隔膜表面。此时,复合隔膜的孔隙率高达78%,电解液润湿性明显优于空白隔膜。同时,其电化学性能也得到了明显改善。

表面修饰凹凸棒土填充PBT基复合材料的力学性能

通过水浴法,采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对凹凸棒土(ATP)进行表面修饰。以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为基体,经熔融插层共混,制备PBT基ATP复合材料。研究了ATP的晶型结构、表面形貌以及分散特性。通过拉伸性能、缺口冲击强度测试对复合材料的力学性能进行评估,并分析了复合材料的拉伸断口形貌,探讨了ATP对PBT基体的增强机制。结果表明:ATP为典型的纤维棒状结构,表面凹凸不平,直径为30 nm左右,基于ATP表面存在的羟基,经脱水缩合KH-560成功接枝到ATP表面,并促使ATP晶面间距增大,晶粒度发生细化,使其分散特性得到改善,表面改性剂与PBT分子链之间相互渗透,形成具有一定厚度的柔性界面层,两相之间的界面黏附特性增强。对于3%(除特殊说明外,均为质量分数)酸洗后的ATP和KH-560表面修饰的ATP填充的PBT基复合材料,它们的拉伸强度分别为58.1 MPa与61.4 MPa,相对于纯PBT分别提升了13.3%与19.7%。

凹凸棒土对人参种植土壤改良效果研究

[目的]研究以凹凸棒土为原料的不同土壤处理方法对人参种植土壤的改良效果,探究人参种植前土壤改良方法。[方法]以种植人参土壤为研究对象,以田园土为对照,对6种处理下土壤肥力、土壤酶活性、土壤重金属含量进行测定分析。[结果]各处理对土壤的全磷、全钾和速效氮含量无显著影响,除了处理6土壤中酸性速效磷含量降低,其余处理都得到提升,其中处理3提升最多。处理1、3、4、5可显著或极显著提升土壤过氧化氢酶活性。土壤纤维素酶活性在2、4、5、6处理下得到了显著或极显著提升,而处理1、3极显著降低活性。除了处理4和5外,土壤中多酚氧化酶活性均得到了极显著提升。各种处理均极显著降低了土壤中脲酶的活性。所有处理土壤中铜、铅、砷含量均极显著低于农用地土壤污染风险筛选值;所有处理均可以极显著降低镉含量;处理2可以有效降低土壤中汞含量,处理后土壤无汞污染风险。[结论]该研究为下一步开展凹凸棒土改良人参种植土壤对人参生产的影响提供数据支撑。

HDTMA-凹凸棒土改性黄土抗渗性能试验研究

本研究旨在通过柔性壁渗透仪研究HDTMA(十六烷基三甲基溴化铵)和凹凸棒土改性黄土在抗渗性能方面的表现。实验样品采用兰州市黄土,分别掺入不同比例的凹凸棒土和HDTMA,经过5次干湿循环测试其渗透系数和裂缝率变化。结果表明,加入凹凸棒土后黄土的渗透系数显著降低,HDTMA的添加则进一步增强了改性黄土的抗渗性,并减少干湿循环对其造成的裂缝影响。该研究为黄土地区垃圾填埋场衬垫材料的改性提供了有价值的实验数据,具有较高的工程应用价值。

凹凸棒土改性及其在环境水处理中的应用研究

凹凸棒土独特层状、链式结构赋予它特殊的性能,使其广泛应用于各个行业。本文主要从凹凸棒土的改性研究及其在环境中水处理的应用研究方面,综述了近年来国内外对凹凸棒土的改性方法及其在各类环境废水处理中的研究现状,并指出了凹凸棒土产品的发展趋势。

凹凸棒土的应用研究

凹凸棒土是一种以凹凸棒石为主要成分的粘土矿。对凹凸棒土的组成、结构及特性进行了介绍,并详细介绍了其在食品、农业、轻工业等行业中的应用研究进展。

改性凹凸棒土处理染化废水研究

该文讨论了凹凸棒土的改性方法，利用改性凹凸棒土对染化废水进行了吸附脱色性能研究，考察了改性方法，ｐＨ值、凹凸棒土投加量、吸附时间等因素的影响。结果表明：改性凹凸棒土对染化废水ＣＯＤｃｒ和色度有较好的的去除能力，ＣＯＤｃｒ去除率可达８０％，脱色率达９５％以上，该吸附剂的静态吸附行为符合Ｆｒｅ－ｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温式。本研究对凹凸棒土的应用开发提供了有价值的实验数据。