中华墨作为集热介质应用于太阳能热法海水淡化。将中华墨纳米粒子添加到海水中,通过实验考察了不同质量分数中华墨以及运行时间对蒸发速率的影响。结果表明,在海水中添加中华墨纳米颗粒能明显提高海水的蒸发速率,且蒸发速率随着其质量分数的提高呈现先升高后下降的趋势。实验中添加油烟墨颗粒的流体和添加松烟墨颗粒的流体的最佳质量分数均为0.25%,在光照强度为200 W/m2下的最大蒸发量分别为0.72 kg/(m2·h)和0.74 kg/(m2·h),而纯人工海水蒸发量仅为0.42 kg/(m2·h),蒸发速率明显提升;同时在最佳质量分数下,蒸发速率随着运行时间的增加而逐渐下降。
首先制备了复盐离子液体[BMIM]Zn2Br5,并将其与ZSM-5反应制备固载化离子液体催化剂ZSM-5-[BMIM]Zn2Br5。利用红外光谱仪和X-射线衍射仪对其化学结构和结晶结构进行表征,利用热重分析仪和扫描电子显微镜对其热性能和表观形貌进行测试。同时考察了ZSM-5-[BMIM]Zn2Br5固定床连续催化环氧丙烷与二氧化碳合成碳酸丙烯酯的反应性能。结果表明,ZSM-5固载复盐离子液体催化剂实现了相态转变且热稳定性较好,在压力为3.0 MPa、温度为130℃、空速为0.25 h-1的反应条件下,反应10 h原料转化率最高可达88.3%,产物选择性为97.1%,并且连续使用60 h后仍保持良好的催化性能。
将裸玻碳电极在0.2 mol/L NaH2PO4-Na2HPO4溶液中于+1.7 V恒电位处理400 s后,得到电活化玻碳电极(EGCE)。以EGCE为工作电极,研究了缓冲溶液、pH、富集时间、富集电压和扫描速度对甲氧苄啶(TMP)测定的影响。结果表明,EGCE对TMP有较高的电化学响应。通过差分脉冲伏安法测试,TMP的氧化峰电流与浓度分别在1.25×10-7~3.0×10-5 mol/L、3.0×10-5~1.0×10-4 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为8.2×10-8 mol/L (S/N=3)。该方法操作简单、快速,用于检测TMP的重现性和稳定性好。
以对苯二胺、棕榈酰氯、氯乙酸钠等为主要原料,经取代和酰化反应合成了具有新型结构的酰胺基Gemini羧酸盐型表面活性剂DC16-P-16。通过FT-IR和1HNMR对中间体和目标产物进行结构表征,并对其表/界面活性、增黏性、泡沫性能以及乳化性能进行测定。结果表明,DC16-P-16具有比传统表面活性剂低1~2个数量级的临界胶束浓度(3.16×10-4 mol/L),表面张力为31.36 mN/m;0.5% DC16-P-16可将油/水界面张力降低至超低界面水平(8.52×10-3 mN/m);65℃下,0.5% DC16-P-16在低剪切速率时黏度为3.95 mPa·s,有较好增黏性;泡沫性能和乳化性能测试结果表明,0.1% DC16-P-16溶液起泡高度为31.2 cm,稳泡性接近于100%;DC16-P-16乳化系统中,油水分离时间达到735 s,在相同条件下与十六烷基羧酸钠相比具有很好的泡沫性能和乳化性能。
鉴于烟道气氨法脱硫浆液中F-的危害性,在基本不影响硫酸铵的前提下采用均相膜电渗析脱除浆液中的F-,考察了电渗析运行参数和浆液性质对F-迁移量的影响,并考察了硫酸根的截留效果。结果表明,F-迁移量随电压和循环流量的增大而增加,但过高的电压会增加能耗,过高的循环流量会降低传质的几率,降低F-迁移量,均相膜电渗析较佳的运行参数为电压15 V,浓、淡液循环流量为200 L/h。随着温度和F-初始质量浓度的升高,F-迁移量增大,(NH4)2SO4质量分数对F-迁移量影响较小。均相膜电渗析对SO42-的截留效果较好,可以在脱除F-的同时更好地保留脱硫浆液中资源化回收成分硫酸铵。
利用等体积浸渍法制备了不同组成的CuFeO/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,通过催化分解N2O的活性评价结果确定催化剂的最佳Cu-Fe原子质量比为2∶1、最佳负载量为25%。通过XRD、BET、H2-TPR等表征手段对催化剂的结构进行研究。结果表明,Cu2Fe1O/γ-Al2O3催化剂表面的CuO结晶度较小且高度分散,具有较大的比表面积;相比其他CuFeO/γ-Al2O3复合氧化物催化剂和单组分CuO/γ-Al2O3催化剂,Cu2Fe1O/γ-Al2O3还原能力更强,故表现出更强的N2O催化分解能力。考察了N2O质量分数、O2体积分数、空速等反应条件对Cu2Fe1O/γ-Al2O3活性的影响。在515℃高温条件下连续反应100 h,N2O转化率保持在90%左右,表明Cu2Fe1O/γ-Al2O3催化剂具有良好的热稳定性。
首先在氟掺杂的氧化锡导电玻璃(FTO)上水热生长一层TiO2纳米棒阵列薄膜,然后通过旋涂法旋涂ZnO籽晶层后水热法生长ZnO纳米棒得到TiO2/ZnO纳米棒阵列薄膜。通过XRD、SEM、PL、UV-Vis和电化学工作站等对单层TiO2纳米棒和TiO2/ZnO纳米棒的结构、表面形貌、荧光性能、光吸收强度以及光电化学性质进行表征。结果表明,随着水热生长ZnO时间的增长,ZnO纳米棒密度增加;ZnO纳米棒的生长时间不同使其荧光强度不同,TiO2/ZnO纳米棒的荧光强度与单层TiO2纳米棒相比有着微小的减弱,没有明显的衍射峰;TiO2/ZnO纳米棒复合材料比单层TiO2的光吸收强度高,提高其光学性能,但是吸光区域都在紫外光区域;在标准模拟太阳光照射下,TiO2/ZnO纳米棒的光电流为0.002 mA,单层TiO2纳米棒的光电流为0.006 mA,复合薄膜的电流有着明显的变化。
为了改善活性炭纤维的电化学性能、提高比电容,以硝酸镍和硝酸钴为金属源、尿素为碱源,采用水热法对一步活化法制备出的PAN基活性炭纤维(ACF)进行修饰,使其表面均匀负载海胆状的镍钴氧化物(ACF/NiCo2O4),通过扫描电镜、X射线衍射等对样品进行形貌和成分表征,采用三电极体系对材料进行电化学性能测试。结果表明,在1 A/g的电流密度下,其质量比电容达到469.4 F/g,而电压降只有-0.004 5 V,恒流充放电循环5 000圈后,其电容保持率为97.87%,证明ACF/NiCo2O4材料具有较大的比电容和良好的循环稳定性,可用作超级电容器电极材料。
以六水合硝酸锌、氯化钙和乙酰丙酮为原料,在碱性条件下合成了乙酰丙酮钙/锌复合材料,并将其作为辅助热稳定剂应用于聚氯乙烯(PVC)中。通过XRD、FT-IR对产物进行了结构表征;通过烘箱热老化和刚果红测试考察了PVC制品的热稳定性能,并对其热稳定机理进行了探究。结果表明,在乙酰丙酮钙/乙酰丙酮锌摩尔比为15∶1下,表现出良好的协同作用,热稳定时间达到70 min,PVC试片至110 min完全变黑,效果明显优于单组分的乙酰丙酮钙或乙酰丙酮锌;另外,添加质量分数为1.2%的乙酰丙酮钙/锌,热稳定时间高达81 min,PVC试片至190 min完全变黑,并且要优于市面上常用的环氧大豆油和双季戊四醇辅助类热稳定剂。
将Ta2O5作为催化剂用于葡萄糖制备乳酸,结果发现Ta2O5的催化效果比较优异。利用SEM对Ta2O5进行表征,结果表明,Ta2O5表面由许多球状颗粒堆砌形成,颗粒尺寸为200~300 nm。此外,利用正交实验分析不同反应条件对催化效果的影响程度,实验证明反应温度 > 底物质量浓度 > 反应时间 > 催化剂质量。最后考察了催化剂重复使用性能和不同反应条件对于催化效果的影响,结果表明,反应温度为190℃、反应时间为4 h、底物质量浓度为6 g/L、催化剂质量为0.06 g时,催化效果最佳,葡萄糖转化率达到92.3%,乳酸得率达到71.9%。催化剂经重复使用5次后,乳酸得率仍有46.7%。
铝酸盐稀土材料作为新一代的发光材料,具有发光时间长、波长可调节、亮度高等特点。采用高温固相法制备铝酸盐稀土发光材料,同时研究了发光材料的发光性。首先采用燃烧法合成铝酸镁、铝酸钙、铝酸锌基质;然后采用高温固相法通过原料分配、原料混合、烘干、煅烧以及后处理制备完成铝酸盐稀土发光材料;最后利用荧光分光光度计测量制备样品材料的激发光谱与发射光谱。研究结果表明,激发波长不会影响发射光波长与光强度的关系,MgAl2O4∶Tb3+、CaAl2O4∶Tb3+的发射光谱呈现窄带跃迁发射状态;激活剂稀土因子Eu3+质量分数为6%、温度为1 300℃时,发光材料发射峰强度达到最大值,发光强度最优。
利用浸渍法结合电化学还原法制备了纳米银石墨烯复合修饰电极(AgNPs/RGO/GCE),利用扫描电镜(SEM)观察了AgNPs/RGO/GCE的表面结构,采用循环伏安法(CV)表征了修饰电极的电化学性能,研究了盐酸环丙沙星(CIP)在AgNPs/RGO/GCE上的电化学行为,并在此基础上选用微分脉冲伏安法(DPV)探讨了AgNPs/RGO/GCE检测CIP的可行性。结果表明,AgNPs/RGO/GCE对CIP的电化学氧化具有非常明显的催化作用,在最优实验条件下,该方法灵敏度高、重复性和稳定性好,对模拟水样检测的回收率在96.34%~107.2%之间,RSD为2.015%~3.342%。