钇锆双金属MOFs对有机膦阻垢剂HEDP的吸附研究

采用溶剂热法首次合成了新型钇锆双金属有机框架(YZr-MOF)吸附材料,并对其结构和表面性质进行了表征,研究了YZr-MOF对有机膦阻垢剂羟基亚乙基二膦酸(HEDP)的吸附行为和性质。实验结果表明,YZr-MOF呈现出大小均匀的球形颗粒结构,比表面积为912.862 m^(2)/g;在298 K时,YZr-MOF理论最大吸附量为66.293 mg/g(以P计)。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir模型,吸附过程为吸热过程,温度升高有利于YZr-MOF吸附HEDP。在吸附实验中,YZr-MOF的最佳质量浓度为0.2 g/L;YZr-MOF在较宽的pH范围内有着良好的稳定性,并且经过6次循环后,仍保持显著的吸附率。结合相关实验和FTIR、XPS的表征结果表明,静电作用和配体交换为主要吸附机理。

电子皮肤热点核心材料及其在生命健康领域中的应用研究进展

人体皮肤能够感知外界的信息,在与外界交流中起着重要的作用。模仿人体皮肤特性和环境感知能力的电子皮肤在医疗监控、仿生假肢与机器人触觉感知等领域中有着广泛的应用。与传统的可穿戴传感器相比,电子皮肤更轻、更灵活、更具延展性,而且具有无线、透明、与人体皮肤兼容等特性,已成为新兴的研究领域之一。电子皮肤可以连续检测人体的大量物理和生化参数、人体运动、气体等,以实时监测人体健康、体育运动以及各种环境中的气体。本文综述了电子皮肤所使用的最新材料,包括零维(0D)、一维(1D)、二维(2D)和三维(3D)微纳米材料、聚合物材料、水凝胶材料及其复合材料等;详细归纳了基于这些热点核心材料所构建的电子皮肤在健康监测、运动监测以及气体监测等生命健康领域中的应用;指出了电子皮肤在研究过程中依然存在着成本高、工艺复杂等技术难题,但电子皮肤发展趋势朝着多功能化和多种外界刺激同步检测发展,并且在医疗设备、机器技术及未来的制造领域中应用前景广阔。

Co_(3)O_(4)-钛基纳米电极去除工业废水中硝酸盐的研究

工业废水中过量的硝酸盐(NO_(3)^(-))可导致严重的环境污染和人类健康问题,通过电化学还原法去除工业废水中的NO_(3)^(-)具有重要意义。采用阳极氧化和溶胶-凝胶两步法制备了Co_(3)O_(4)-钛基纳米电极(Co_(3)O_(4)-TNE),并研究了其电化学还原NO_(3)^(-)的性能。结果表明,Co_(3)O_(4)的负载有利于暴露更多的反应活性位点,Co_(3)O_(4)-TNE电极比TNE表现出更强的电化学活性和更高的NO_(3)^(-)-N去除率。电流密度的增加有利于提高NO_(3)^(-)-N去除率,Cl^(-)浓度的增加有利于降低NH_(4)^(+)-N生成率且对NO_(3)^(-)-N去除率几乎无影响。在NO_(3)^(-)-N初始质量浓度为50 mg/L、电流密度为10 mA/cm^(2)、Cl^(-)初始质量浓度为750 mg/L的条件下,电解120 min后,NO_(3)^(-)-N去除率为95.3%,且体系中最终无NH_(4)^(+)-N生成。自由基清除实验表明,体系中原子H^(*)的产生有利于NO_(3)^(-)的还原,电子转移引起的直接还原和原子H^(*)引起的间接还原共同实现了NO_(3)^(-)的高效去除。Co_(3)O_(4)-TNE电极在5次循环实验后仍表现出良好的稳定性和极低的金属Co浸出量,在实际废水处理中具有应用潜力。