含中孔和微孔的多孔炭的孔结构表征

采用低温氮气吸附法表征了由硬模板法制备的含微孔和无序中孔、由软模板法制备的含微孔和贯通中孔的偏氯乙烯聚合物(PVDC)基多孔炭的孔隙结构,计算了比表面积、孔径分布、孔体积和平均孔径等孔隙结构参数。结果表明:氮气吸附法分析结果与电子显微镜结果一致,碳化物含一定量的微孔和中孔,含中孔和微孔多孔炭的比表面积小于PVDC直接碳化得到的微孔炭,但孔容远大于PVDC基微孔炭;使用NLDFT模型计算得到硬模板制备的多孔炭比表面积为1 669m2/g,孔容为2.07cm3/g,中孔孔径约18nm,与电镜观察结果相同。由软模板法制备的多孔炭比表面积为1 267m2/g,中孔孔径25nm,小于观察到的实际孔径,这可能由于吸附点在大孔部分较少而影响了拟合精度所致。     

CO_2活化法制备玉米芯基活性碳及其吸附性能

以可再生生物质玉米芯为原料,CO_2为活化剂,制得玉米芯基活性碳(ACs)。通过改变活化温度,进一步研究了ACs的孔隙结构对吸附性能的影响。结果表明:当活化温度为900℃时,ACs可获得最大的比表面积(1 427 m2/g),总孔容(0. 866 cm3/g)及发达的微孔结构,且ACs对亚甲基蓝的吸附有最大值;而当活化温度为800℃时,ACs具有最高的CO_2吸附值且极微孔含量丰富。ACs对CO_2的吸附能力主要取决于其极微孔含量,而与比表面积没有太大关系。     

硅藻土为模板糠醇为碳源制备多孔炭

以天然硅藻土为模板,糠醇为碳源,通过模板法能制备了多孔炭材料.N2吸附研究表明,此多孔炭的比表面积为542m2/g,中孔率可达54.7%,是一种既有微孔,同时也富含中大孔的多孔材料.     

桃壳活性炭氨基改性及其对CO_2的吸附性能

以桃壳活性炭为载体,四乙烯五胺(TEPA)为改性剂,进行直接改性、HNO3氧化后改性,考察改性后活性炭的孔隙特征及其对CO_2的吸附性能。实验表明:改性后,活性炭的比表面积和孔容减小,孔径增大。直接改性后,活性炭对CO_2的吸附性能没有明显增加,HNO_3+TEPA复合改性后,对CO_2的吸附性能显著提高,303 K时,对CO_2的吸附量从改性前的0.39 mmol/g提高到0.73 mmol/g。TEPA的投药量影响复合改性效果,最佳投药量为20%。     

菜粕活性碳制备及其对甲基橙的吸附性能

以菜粕为原料,采用磷酸活化法制备了孔隙发达的活性碳,通过扫描电子显微镜和表面孔隙测定仪对样品进行了表征,考察了菜粕活性碳对水溶液中甲基橙的吸附性能.试验结果表明,制备的活性碳表面形成了具有发达的孔隙结构,比表面积为1521.2 m2/g,平均孔径为1.49 nm.所制备的活性碳对甲基橙的吸附过程符合伪二级反应动力学方程,qe的计算值与实测值有较高的一致性.采用Freundlich和Langmuir方程考察菜粕对甲基橙吸附等温线,实验结果显示吸附更符合Langmuir模型,在283、293和313 K时,其最大吸附量(qm)分别为337、366和376 mg·g-1.甲基橙溶液初始浓度100 mg/L,投加量为0.3 g/L,p H值为3,反应时间2 h去除率可以达到90%以上,菜粕活性碳能有效去除水溶液中的甲基橙.     

溶胶-凝胶法制备多孔TiO2薄膜的研究

采用溶胶一凝胶法在玻璃基片上制备了TiO：多孔薄膜,主要研究了pH值、模板剂以及乙醇添加量对溶胶和多孔膜性能的影响．研究结果表明：溶胶一凝胶制备过程中,pH一3时和以聚乙二醇～1000为模板剂可得到稳定的溶胶,且n（PEO-1000）／n（Ti）为0．050时所得到的溶胶颗粒最小,团聚最轻,由其可制备出结构均一性好、无开裂的多孔膜;n（CH3CH2OH）／n（Ti）为24：1时,溶胶可在玻璃基体上形成完整的膜,烧结过程中随着聚乙二醇分解的CO2和H2O的逸出形成了许多微孔,得到完整的有序多孔TiO2薄膜。     

一步法合成介孔碳材料实验探讨

采用廉价的环境友好的工业化生产的阳离子烷基糖苷作为模板剂,在弱碱性条件下水解正硅酸乙酯得到二氧化硅/模板剂的复合材料,利用烷基糖苷表面活性剂的高含碳量,通过原位催化碳化二氧化硅/模板剂的复合材料,在去除二氧化硅无机孔壁后得到一种具有狭窄孔径分布的介孔碳材料。实验结果表明,制备介孔碳材料的最佳反应条件为:二氧化硅/模板剂复合材料、浓硫酸、水的质量比为1∶0.07∶5,氮气保护800℃焙烧2h。该合成方法简单,易操作,合成成本低,所合成的介孔碳材料具有蠕虫状结构并对有机染料碱性品红具有较好的吸附性能。     

Ni-MOF的合成、表征及其CO_2吸附性能

以硝酸镍为金属离子源、对苯二甲酸为配体,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,采用溶剂热法合成了金属-有机骨架Ni-MOF,采用X射线粉末衍射、N2吸附/脱附、扫描电镜、红外光谱和热重分析等方法对样品进行表征,考察了反应时间对样品结构及吸附性能的影响,测试了样品的CO_2的吸附性能。结果表明,150℃反应4 h后得到Ni-MOF球形晶体,延长反应时间对Ni-MOF的结构及性能没有明显影响。样品的BET面积为1 200~1 221 m2/g,平均孔径为1.95 nm,在常压27℃时,对CO_2的吸附量为17.9%,经10次吸附/脱附循环实验后,吸附量稳定在16.5%~17.9%,是一个良好的吸附材料。     

介孔炭材料的孔径控制及其对染料的吸附性能研究

介孔炭是吸附材料中孔利用率较高的一种材料,其结构不同对污染物的吸附能力也不相同.该文通过改变模板剂与碳源质量比的方法制备出不同孔径分布的介孔炭材料,从而实现污染物的高效去除.同时研究了合成材料对罗丹明B、亚甲基蓝和活性艳红等目标污染物的染料溶液的吸附性能.实验采用挥发自组装的方法合成介孔炭材料,采用扫描电子显微镜以及氮气吸—脱附实验对介孔材料进行了分析,并通过控制溶液的p H、温度以及反应时间研究合成介孔炭材料对目标污染物的吸附影响.结果表明,介孔炭材料具有有序介孔结构,孔径在1.286~3.008 nm范围内可调控,并且孔径分布最均匀的介孔炭对不同的染料的饱和吸附量在15.55~24.83 mg/g之间变化,不同孔径分布的介孔炭对相同的染料的饱和吸附量在8.75~24.83 mg/g之间变化,合成材料表现出了较好的选择吸附能力.     

用模板法制备炭气凝胶及性能表征

以柠檬酸和聚丙烯酸作为模板剂,采用一氧化碳还原法,还原锌基复合气凝胶,制备出炭气凝胶,开发出了一种炭气凝胶制备的新技术;通过用场发射扫描电镜(FESEM)与氮气吸脱附测试对气凝胶的微观结构进行了表征,结果表明:以柠檬酸为模板剂时,气凝胶的微观结构较密实,多孔现象不明显,比表面积370 m2/g,孔径分布在4¹0 nm;以聚丙烯酸为模板剂时,孔洞分布均匀,具有典型的三维网络结构,其比表面积为1 860 m2/g,孔径分布在610 nm;以聚丙烯酸为模板剂时,孔洞分布均匀,具有典型的三维网络结构,其比表面积为1 860 m2/g,孔径分布在6⁶0 nm.     

酵母菌生物模板法制备TiO_2

以酵母菌为生物模板,利用水热合成法制备TiO_2。在模板剂添加量为5.0%、水热合成温度为140℃、水热合成时间为4.5h、煅烧温度为350℃、煅烧时间为3.0h的制备条件下,所制备的TiO_2与未添加酵母菌模板的TiO_2相比,光催化降解酸性大红3R的性能提高23.3%。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对催化剂的微观结构和形貌进行分析,制备的TiO_2为锐钛矿型,颗粒粒径为19~20nm。     

机械力化学辅助作用下制备木质活性炭的工艺研究

研究采用机械力化学辅助作用下制备高吸附性能木质活性炭,探讨了研磨时间、浸渍比（磷酸与绝干杉木屑的质量之比,下同）、磷酸浓度对所制备活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响;同时,采用比表面积及孔隙分析仪和傅立叶红外光谱仪（FT-IR）对活性炭的表面官能团、比表面积、孔容及孔径分布等进行了表征.分析显示：经过机械力化学辅助作用处理后,机械力化学激活作用有利于木屑与磷酸之间发生更多的化学反应,同时促进更多纤维素发生热解;此外,机械力化学辅助作用可能降低了纤维素热解过程中聚合及芳构化阶段的温度;通过N2吸附等温线分析表明机械力化学法所制备活性炭具有丰富的微孔结构.     

有机胺功能化Al_2O_3吸附CO_2性能研究

采用浸渍法制备有机胺功能化Al_2O_3二氧化碳吸附剂,利用XRD、N_2吸附-脱附、FT-IR和热重分析等方法对样品进行表征,在固定床反应器中评价吸附剂对模拟烟道气的CO2动态吸附性能,结果表明,有机胺活性组分负载到Al_2O_3载体介孔孔道内,四乙烯五胺(负载量20%)Al2O3样品具有最高的穿透吸附活性68.3 mg/g,经20次吸附-脱附循环实验其吸附活性仅下降6.7%,因此该吸附剂在烟道气捕集CO_2具有较高的工业应用价值.     

干凝胶法合成复合孔分子筛的研究

以含有模板剂的介孔氧化硅原粉（HMS）作为原料,通过浸溃法引入微孔沸石合成导向剂,再利用有机模板剂作为介孔产生的模板,通过干凝胶转换方法将介孔材料孔壁晶化得到微孔一介孔复合孔分子筛．采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）法对样品的结晶度进行了表征,采用氮气吸附等温线测定了样品比表面积和孔分布．结果表明：全硅HMS介孔分子筛在180℃经过6h水蒸汽加热转化后,无定形介孔氧化硅转化为微孔沸石,结晶度达到80％,比表面和孔体积分别为595m^2·g^-1和0．65cm^3·g^-1．而含铝HMS介孔分子筛,因铝的引入阻碍了沸石的转化．当HMS分子筛Si／Al比达到25时,在180℃经过6h水蒸汽加热,所得样品（MZ25．6）孔壁仍为无定型结构．     

低成本ZSM-5型沸石分子筛的合成及其吸附性能

以廉价的工业废弃物粉煤灰作为初始原料,四丙基氢氧化铵（TPAOH）为模板剂,分别采用两种合成方案制备出微孔分子筛ZSM-5样品。该法相较传统水热法,原料价廉易得,制备工艺简单。通过XRD、SEM、TR等手段对样品进行表征,发现两种方案均合成出了较高质量的ZSM-5,但形貌分别为薄片型和长六方体型。最后考察了其对水中Cr（Ⅵ）离子的吸附性能,结果表明合成的ZSM-5型样品对Cr（Ⅵ）离子有较好的吸附性能。     

酸变性微孔淀粉的制备工艺研究

微孔淀粉是具有重大应用价值的新型变性淀粉,根据淀粉酸变性的反应机理,采用一次回归正交试验,研究了硫酸用量、反应温度、反应时间、尿素用量等因素对酸变性微孔淀粉性能的影响,并用红外光谱对产品的结构进行了表征。以产品对酶变性微孔淀粉样品的流度偏差为指标,得到了酸法制备微孔淀粉的最优化工艺条件：5％的稀硫酸用量为2mL/g淀粉,反应温度为40℃,反应时间为4h,尿素用量为0．75g／g淀粉。     

镧掺杂介孔二氧化锰的制备及其电化学性能的研究

利用二氧化硅KIT-6模板通过水热法合成了具有高表面积的介孔二氧化锰,并通过镧元素的掺杂作用对二氧化锰材料的性能进行改善。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和氮吸附比表面仪(BET)对样品进行了微观表征,并利用自制三电极体系对样品的电化学性能进行了研究。当镧掺杂10%时,掺La的二氧化锰样品放电性能最佳,比电容高达153.87 F/g,其比表面积可达148.321 m2/g,平均孔径为3.545 nm,电化学性能良好。结果表明具有介孔结构掺一定比例镧的二氧化锰有效地改善了二氧化锰正极材料的电化学性能。     

4-氨基安替比林分子印迹聚合物的合成及吸附性质

以4-氨基安替比林为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,十二醇／甲苯为溶剂,采用沉淀聚合法制备了对模板分子具有特异吸附的分子印迹聚合物,考察了制备条件,如溶剂用量、功能单体浓度和交联剂浓度对聚合物吸附性能的影响．静态吸附实验结果表明,在模板分子与功能单体、交联剂摩尔比为1：5：20的条件下,可制备出吸附量大且特异性识别能力较佳的分子印迹聚合物,对4-氨基安替比林及其结构类似物安替比林的分离因子为3．72．     

二氧化钛/膨润土复合催化剂吸附及光催化降解特性研究

以四氯化钛为钛源,AlCl3为粘结剂,煤粉为致孔剂,采用溶胶凝胶法制备了二氧化钛(TiO2)/膨润土复合光催化剂;对该催化剂的吸附及光催化降解特性作了探讨。结果表明:该催化剂孔隙发达,并具有良好的吸附特性及紫外光降解特性,吸附行为符合Langmuir二级吸附速率方程。     

改性介孔碳和活性炭在废水吸附实验中的对比研究

采用软模板法合成介孔碳(MC)并对其N改性合成氮改性介孔碳(NMC),进行了N2吸-脱附和FTIR表征分析,考察MC和NMC对废水中双酚A(BPA)的吸-脱附性能并与活性炭(AC)进行对比。结果:MC与NMC的比表面积分别为687.8m~2/g和579.6m~2/g;一定条件下,平衡吸附量与BPA初始浓度呈正相关,与吸附剂的量呈负相关,pH值为3~8时有利于对BPA的吸附,相同条件下NMC平衡吸附量高于MC;吸附动力学模型以准二级动力学为主,Freundlich模型更能有效反映吸附行为,以低温有利自发进行的物理吸附为主;与活性炭(AC)相比,NMC和MC吸附效果及循环再生稳定性更好。