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二维蛭石片(2D-V)因具有优异的热稳定性、吸附性能和离子交换能力,在环境治理、能源存储和催化等领域显示出了巨大的应用潜力.本文探讨了通过热膨胀-超声剥离法制备2D-V的最佳条件,并采用扫描电镜、物理吸附测试和X射线衍射等手段对膨胀和剥离后的蛭石进行了表征分析,结果表明:最佳的热膨胀温度为700℃,膨胀时间为300 s,此时蛭石膨胀率可达到原始体积的6.32倍,为超声剥离提供了良好的结构基础;经过高速搅拌30 min、超声处理180 min、静置沉淀12 h后,成功制备出了2D-V,产率达22.5%;制备的2D-V具有超薄的厚度、较大的比表面积及介孔结构.研究成果为2D-V的高效制备提供了一条经济可行的新方法.

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结构层 热膨胀 蛭石 纳米片 表征 二维材料 超声剥离

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对赤泥材料进行酸改性,利用XRD、N2 吸附-脱附等方法对改性赤泥材料结构进行表征,通过DFT计算结果对赤泥材料表面的吸附行为进行分析,考察了赤泥用于甲苯氧化的吸附性能及稳定性.实验结果表明,Pd负载量为0.3%(w)的改性赤泥对甲苯的吸附效果最优,饱和吸附容量为 18.4 mg/g.酸改性有效提高了赤泥的比表面积,有利于甲苯分子的吸附,负载Pd有助于提高赤泥的甲苯吸附性能,适量的Pd可增加赤泥材料的活性位点,有利于Pd在材料表面的附着和分散.随反应时间的延长,赤泥材料的甲苯催化效率基本稳定在90%左右,具有良好的稳定性.

Keyword ：

吸附 赤泥 甲苯 催化氧化

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以粉质粘土(SC)作为母土,通过柔性壁渗透试验和静平衡吸附试验分别研究了不同配比的土-膨润土(SB)及活性炭-土-膨润土(ASB)在不同渗滤液工况下的渗透性能及吸附性能.结果表明,将Pb(NO3)2 溶液作为渗液,单元体渗透性能随Pb2+浓度增大而逐渐增强,且渗液浓度相同时SB渗透系数随膨润土掺量增加呈大幅降低后趋于平稳趋势.膨润土和活性炭的掺入可有效增强材料的吸附性能,随渗液浓度的增加,SC、SB及ASB对Pb2+的吸附容量变大,且ASB较SC及SB吸附容量差值逐渐变大.综合防渗及地下水质量标准提出了满足修复重金属污染场地阻隔材料的基准配比,研究结果可为重金属污染场地的修复与治理提供参考.

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静平衡吸附 基准配比 土-膨润土 活性炭 阻隔墙材料 渗透系数

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以柠檬酸(CA)和聚乙二醇聚丙二醇单甲醚(MPEPPG)为主要反应原料，通过酯化反应合成一种柠檬酸改性低分子量减水剂(LMWS)。通过红外光谱、核磁氢谱和凝胶色谱测试获得合成减水剂的结构参数信息。同时通过动态光散射(DLS)、水泥净浆Zeta电位、减水剂对水泥的吸附性能、水泥净浆凝结时间、水泥水化热、水泥净浆塑性粘度、水泥净浆流动度及混凝土性能等研究对比了相同酸醚比(n(CA)∶n(MPEPPG)=1∶1)时不同分子量LMWS的综合性能。结果表明：相同掺量条件下，分子量适中的LMWS-3显著降低水泥净浆的塑性粘度并延缓水泥的水化进程，具有优异的初始分散和分散保持性能。

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低分子量减水剂 混凝土 酯化 柠檬酸

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建筑灰水的户内原位净化与回用是建筑灰水资源化利用的重要方式,采用吸附技术处理建筑灰水更具实用性.本研究表征了3种沸石的理化特性和氨氮吸附规律,探究了沸石理化特性、共存污染物对氨氮吸附性能的影响.结果表明,3种沸石的氨氮吸附过程均符合拟二级动力学和Freundlich等温线规律.十二烷基苯磺酸钠(SDBS)可提高沸石的氨氮吸附性能,但腐殖酸(HA)和牛血清蛋白(BSA)会造成氨氮吸附性能降低.氨氮吸附容量与外表面积、总孔容积、平均孔径、硅含量有较强的相关性,且与SDBS含量呈明显的正相关性,与HA和BSA含量呈较明显的负相关性;沸石外表面积、总孔容积、平均孔径的权重明显高于其他指标,SDBS的权重也较高,是影响氨氮吸附效能的重要因素.

Keyword ：

氨氮 吸附特性 建筑灰水 回用 沸石

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碳纳米管是由高度石墨化碳原子组成的管状结构，它的sp2轨道杂化结构使其具有独特的物理及化学性能，如机械强度高、吸附性能好、化学性能稳定、导电性好，在力学、电学和能源存储等方面都具有广泛的应用前景。然而，碳纳米管生长是一个非常复杂的过程，原料组成、制备方法和环境条件都会对碳纳米管的生长速度、形貌和性能产生重要影响。通过调控碳纳米管生长过程可以获得形状不一、性能不同的碳纳米管。本文综述了制备方法、衬底材料、催化剂、生长气氛对碳纳米管形貌和性能的影响，讨论了碳纳米管的生长机理，总结了碳纳米管在能源存储、材料增韧、催化产氢等领域的应用，分析了碳纳米管的制备和可控生长面临的问题及未来发展方向，以期为碳纳米管的可控生长、大规模制备提供参考。

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生长机制 碳纳米管 制备方法 衬底材料 催化剂

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以铝工业固废赤泥(RM)为原料,采用酸碱对其改性后作为载体通过湿浸渍法负载四乙烯五胺(TEPA),制备了一种低成本RM基固态胺吸附剂(TEPA-MRM).利用TG、SEM、N2 吸附-脱附等方法对TEPA-MRM进行了表征,考察了不同条件对其吸附性能的影响.实验结果表明,酸碱预处理使RM的孔结构改善,有利于有机胺的负载.制备TEPA-MRM适宜的条件为:干燥温度60℃、预处理温度100℃、TEPA负载量20%(w)、吸附温度70℃,在上述条件下,TEPA-MRM对CO2 的吸附量为 13.25 mg/g,相比改性RM提高了近15 倍.经 8 次吸附-脱附循环后,TEPA-MRM吸附量仅下降 18.3%.实现了CO2 捕集和工业固废RM资源化利用的双重目标.

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赤泥 循环稳定性 改性 CO2吸附活性 固态胺吸附剂

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铜及其合金纳米晶在催化领域有着广泛的应用,然而如何保持其催化过程中的高活性与高稳定性,并实现其简便、快捷、低成本制备仍是需要重点关注的问题。本团队试图通过二维限域结晶路径制备铜纳米晶负载的层状化合物复合材料,并在突出资源回收和循环经济的背景下,基于地质学领域CO2的岩石风化作用原理,探索诸如铜及其合金纳米晶的高效绿色制备化学,构筑金属纳米晶负载的SiO2系列功能材料。层状硅酸盐黏土的二维层间域可作为有效的纳米晶生长场所:当层间有限的原料被消耗或有限的空间被占据时,纳米晶停止生长,从而实现对金属纳米晶微观结构、形貌尺寸控制的有效调控;此外,二维层状空间的弱电场可改变纳米晶表面的势能分布,限域微环境通过与活性结构、反应物的弱相互作用而实现对纳米晶表面化学的调变,进而降低化学反应能垒,触发纳米材料独特的催化转化效应,因此为设计、构建高效稳定的金属纳米晶复合材料体系提供了重要依据。相比其他层状黏土矿物,麦羟基硅钠石(Na2Si14O29?nH2O, n=0-20)成分均一、结构规整,经过扩层预处理的麦羟基硅钠石层空间结构得到优化,通过"金属离子交换-气氛还原"普适性途径可将CuO、ZnO、Ag2O以及Cu、Zn、Ag等纳米粒子插层于麦羟基硅钠石的层间。优选的铜纳米晶改性的麦羟基硅钠石展现出高效的硝基苯酚催化加氢性能。富钙硅酸盐材料体系(钢渣、自然矿物等)是一类重要的重金属吸附剂,团队首先以典型多尺度富钙硅酸盐材料为框架,优化铜离子吸附性能;而后基于地质学岩石风化作用原理,探索其CO2多相风化脱钙过程的高效绿色化学,结合H2/Ar(5vol%H2)气氛还原使碱性基底富钙硅酸盐向惰性基底SiO2相发生转变,衍生构筑M10…Mn0@SiO2系列功能材料(M0:源于吸附质离子的金属纳米晶,M=Cu、Fe、Co、Ni、Zn、Ce等),并结合理论计算研究金属纳米晶结构形貌调变、异质界面耦合、活性点位构建的化学控制要素;最后通过复合材料电子供体的界面作用所触发的高毒污染物化学转化脱毒验证功能化效果。优选的Cu-Ni纳米晶异质结具有强烈的电子相互作用,使得Cu-Ni双金属催化剂同样具有优秀的硝基苯酚催化加氢能力。基于以上研究结果,我们证实了铜纳米晶在硅酸盐层间可控结晶并保持高效催化能力的可能性,也验证了回收吸附剂制备以Cu-Ni双金属纳米异质结为代表的复合催化剂的可行性。相关工作目前仅仅做出了有意义的初步探索,然而实现环境可持续性背景下...

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铜 可控合成 纳米晶 层状硅酸盐

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Heavy metal ions in water are harmful to human body, especially Pb(II) and Hg(II) ions, therefore, it is necessary to remove Pb(II) and Hg(II) ions. By adjusting the amount of concentrated hydrochloric acid used in the synthesis process, defective mercapto-functionalized zirconium-based metal-organic frameworks (Zr-MOFs) UiO-66-(SH)2 were synthesized and used for the removal of Pb(II) and Hg(II) ions from their aqueous solutions. Through adsorption experiments of the heavy metal ions, it is found that UiO-66-(SH)2 showed more defects when more hydrochloric acid was introduced in its synthesis, and enhanced adsorption capacity for Pb (II) and Hg (II) ions. The defective UiO-66- (SH)2 exhibited maximum adsorption capacities of 45. 11 and 258. 75 mg / g for low-concentration Pb (II) and Hg (II) ions (50 - 70 mg / L) with high adsorption selectivity over many other ions, respectively. After three adsorption-desorption cycles, no obvious decrease in the adsorption capacity of the defective UiO-66-(SH)2 for Pb(II) and Hg(II) ions was observed, indicating a high potential of this material in the removal of heavy metal ions from water. © 2024 Beijing University of Technology. All rights reserved.

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heavy metals defects lead ion adsorb mercury ion metal-organic framework (MOF)

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活性炭对不同污染物的吸附去除存在较大差异,对市场商用活性炭进行了典型油气组分间二甲苯吸附去除综合性能评价,并进行吸附性能的系统考察.以6种不同基质材质的活性炭为原料,通过设计间二甲苯静态吸附实验,结合活性炭物理、化学性质的表征和对比,综合筛选出吸附性能最优的活性炭进行动态吸附研究,探究了不同间二甲苯气体流速、进口浓度和床层高度对活性炭吸附性能的影响.结果表明:6种活性炭比表面积为851～1851 m2/g,孔体积为0.047～0.698 m3/g,平均孔径为3.0～4.3 nm,对间二甲苯静态吸附量为253.5～870.7 mg/g.同时,具有微-介孔结构的AC-6活性炭具有最大的间二甲苯静态吸附量870.7 mg/g,最大的比表面积1851 m2/g,孔体积0.698 m3/g和平均孔径4.3 nm,同时含有羟基、羧基、酯基等丰富的表面官能团;对AC-6活性炭进行动态吸附实验,将活性炭床高度从0.6 cm增加至1.0 cm时,饱和吸附量从436.6 mg/g增至465.4 mg/g;增加进气流量,饱和吸附量由473.1 mg/g降低至430.9 mg/g;提高进口浓度,饱和吸附量从468.0 mg/g降低至386.7 mg/g,间二甲苯进口浓度对吸附性能影响较大.木质AC-6对间二甲苯的吸附动力学更符合准一级动力学模型,Langmuir吸附等温模型能更好地描述活性炭对间二甲苯的吸附过程.

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饱和吸附量 活性炭 动态吸附 静态吸附 间二甲苯

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