电镀废水原位制备Ni(Zn)Cr混合氧化物/磁性石墨烯复合材料及其电催化性能研究

利用聚乙烯亚胺和聚天冬氨酸共价修饰制备了多羧基、多氨基功能化磁性石墨烯(MGA)。再利用3种含有不同浓度重金属的模拟电镀废水制备了NiCr、ZnCr和NiZnCr复合金属氢氧化物(LDH)/磁性石墨烯复合材料,并经煅烧而获得相应的复合金属氧化物(LDO)/磁性石墨烯复合材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对材料的结构和形貌进行了表征,并通过循环伏安法考察了它们对0.1mol/LNaOH溶液中苯酚或S2.的电催化氧化性能。结果表明:废液中Ni2+、Zn2+和总铬的去除率均在95%以上。制得的Ni(Zn)Cr-LDH具有良好的层状水滑石结构,煅烧后获得的LDO具有优异的电催化能力,其中以NiCr-LDO/MGA表现最佳,对苯酚和S2.的电催化氧化作用最强,氧化电位较低,峰电流较高。

Cu2O纳米片复合碳材料的制备及其在光电催化降解2,6-二氯苯酚中的应用

采用脉冲电沉积法在石墨烯接枝碳纤维材料(GFs)上合成出Cu2O纳米片(Cu2O/GFs).采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和电化学测量技术表征了电极的形貌、元素成分、微观结构和电化学性能.结果显示,Cu2O纳米片的尺寸在60 nm左右,它们均匀分布在GFs表面.研究了Cu2O/GFs复合材料对2,6?二氯苯酚(2,6-DCP)的光电催化性能.考察了光照条件、偏压和光电协同对降解效果的影响.结果表明,在紫外光下以偏压1.2 V(相对于饱和甘汞电极)处理含20 mg/L 2,6-DCP的溶液1 h,2,6-DCP的降解率可以达到90%以上.

磷酸铁锂/石墨烯复合材料的制备及锂回收应用

以溶胶−凝胶法制备了磷酸铁锂(LiFePO_(4),简称LFP)。将LFP和胺基化石墨烯(GNs)制成悬浮液,以滴涂法制备了磷酸铁锂和胺基化石墨烯修饰钛网电极(LFP/GNs/Ti)。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了电极的形貌和微观结构,结果显示:LFP和GNs混合物均匀地分散在钛网电极表面,LFP纳米球颗粒的平均直径为(20±2)nm。以LFP/GNs/Ti电极,采用电化学辅助吸附−脱附法研究了盐溶液中锂离子(Li^(+))的分离行为,考察了pH、电位、时间等因素对Li^(+)分离效果的影响。恒电位静态吸附过程中,LFP/GNs/Ti电极对Li^(+)的吸附符合准二阶动力学模型。在Li^(+)初始浓度75 mg/L、pH 6、25℃、−0.3 V、6 h的条件下,Li^(+)的吸附容量为30.1 mg/g。在循环伏安法脱附过程中,以pH为4的0.5 mol/L NH4Cl盐酸溶液作为脱附液,在25℃、+0.8 V至−0.8 V的范围内扫描300圈,Li+的脱附率可达90%,LFP/GNs/Ti电极得到同步再生。

常压盐溶液-丁二酸转晶体系中pH对α-CaSO4·0.5H2O的影响

以磷石膏为原料,丁二酸为转晶剂,采用常压盐溶液法制备α-CaSO4·0.5H2O的体系中,在温度为103℃、反应时间为3 h、丁二酸掺量为0.05%(质量分数)、氯化钠质量分数为15%的条件下研究pH对制备α-CaSO4·0.5H2O的影响。结果表明:当pH为7.0~9.0时,可以得到长径比为1∶1~3∶1的短柱状α-CaSO4·0.5H2O晶体。FT-IR和XPS表征结果显示,合适的pH条件下,丁二酸电离出适量的羧酸根离子吸附于α-CaSO4·0.5H2O晶体晶面上与钙离子络合,减缓了α-CaSO4·0.5H2O晶体在晶面上的生长速度,减小了晶体长径比。XRD和TEM表征结果证实,羧酸根离子吸附于α-CaSO4·0.5H2O晶体的(204)晶面上与钙离子络合。

苯二胺改性氧化石墨烯膜的制备及其渗透汽化性能

分别采用邻苯二胺(OPD)、间苯二胺(MPD)、对苯二胺(PPD)共价改性氧化石墨烯(GO)片层,采用真空抽滤法制备苯二胺改性GO膜,研究3种不同结构的苯二胺对GO膜结构和性能的影响.研究结果表明,不同结构苯二胺对GO的改性作用不同:OPD的反应活性低,对GO含氧官能团的消耗较少,可有效拓展GO膜的层间距;MPD消耗GO的含氧官能团多于OPD,也对GO膜层间距有较好的增大作用;PPD消耗更多的GO含氧官能团,其对位氨基的高反应活性导致GO片层产生堆积,对膜层间距无明显影响.OPD、MPD和PPD改性GO膜对质量分数90%乙醇/水体系的渗透通量分别为0.55、0.56和0.42 kg/(m^2·h),分离因子分别为90.58、30.78和34.49,证明苯二胺对GO有一定的改性作用.

钴氰化铜异质催化剂的制备及其在光电类芬顿降解左氧氟沙星中的应用

采用循环伏安法在附有氨基化石墨烯(GNs)的ITO导电玻璃上电沉积钴氰化铜(Cu3[Co(CN)6]2,记为CuHCC),得到了多功能非均相催化电极CuHCC/GNs/ITO,并通过X射线衍射和扫描电镜对其进行了表征。研究了以CuHCC/GNs为光电类芬顿催化剂,在pH 7.0的含2 mmol/L N,N−二甲基−4−亚硝基苯胺(RNO)和0.1 mol/L Na2HPO4的氧饱和溶液中不同恒电位(−0.4、−0.6和−0.8 V,相对于饱和甘汞电极)下生成羟基自由基浓度的变化。最终选择在−0.8 V和300 W可见光照射下,在pH 7.0的0.1 mol/L Na2HPO4介质中降解10 mg/L的左氧氟沙星(LEVO),并通过紫外可见光谱图得出LEVO的降解率高达91%。

氧化石墨烯量子点改性海藻酸钠复合杂化膜的制备

自制氧化石墨烯量子点(GOQDs)分散于海藻酸钠(SA)溶液中,涂覆在多孔尼龙膜支撑层上,制备GOQDs改性SA复合杂化膜.研究了GOQDs的加入对膜结构、形貌、表面亲水性、溶胀性和渗透汽化性能的影响.结果表明,复合杂化膜对异丙醇溶液具有明显的渗透汽化脱水作用,GOQDs质量分数为2%的膜性能最优,该膜对温度为50℃,水质量分数为10%的异丙醇溶液的渗透通量和分离因子分别为(1130±51)g/(m^(2)·h)、2241±73,分别是海藻酸钠膜的1.41倍和5.90倍,渗透汽化分离指数为2.53×10^(6) g/(m^(2)·h),比海藻酸钠膜提高了8倍.操作温度的升高会提高膜的分离因子和通量,进料液浓度的增大会使膜的通量显著变大.过量的GOQDs不会对膜渗透汽化脱水产生显著的阻碍作用.