关键词： 光催化   二氧化碳还原   甲酸盐   共价有机框架   碱式碳酸铅   活性位点   复合材料   非贵金属  

摘要： 光催化二氧化碳还原是将二氧化碳转化为燃料或化工原料,以应对环境污染与能源危机的一种可持续有效策略。然而,该过程中的还原产物选择性较低这一问题亟待解决。共价有机框架(COFs)材料,因具有高比表面积、高孔隙率、结构可调性和强可见光吸收能力等优势,近年来在光催化领域中受到广泛的关注。由于COFs材料缺少二氧化碳还原所需的活性位点,因此限制了其实际应用。碱式碳酸铅(Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2))作为一种高选择性电催化剂,可有效地将二氧化碳还原生成甲酸盐,并将其引入COF体系中,从而提升体系的催化性能。首先在无氧高温条件下,采用油浴法合成TP-COFs,然后通过原位光化学与湿化学反应,将Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)负载于TP-COFs上,最终制备出TP-COFs/Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)复合材料。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对TP-COFs/Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)复合材料进行表征,发现该复合材料为两相良好接触的片状材料;通过微量气体分析系统配备气相色谱仪测试发现,该复合材料在二氧化碳还原制甲酸盐的过程中表现出优异的效率和选择性,甲酸盐产率高达28.5 mmol·g^(-1)·h^(-1),选择性超过99%。光催化二氧化碳还原制备甲酸盐的策略,为未来开发高效光催化提供了重要参考,并为实现二氧化碳资源利用开辟了新路径。

关键词： 坡缕石   二线水铁矿   锑(Sb)   砷(As)   吸附   共沉淀   表面络合  

摘要： 为开发廉价、高效的水体Sb(Ⅴ)、As(Ⅴ)去除材料,以煅烧温度、盐酸浓度、铁氧化物负载量为主要影响因素,设计正交实验以制备铁氧化物/坡缕石复合材料(Fh-ACPal),探讨其最佳改性方式,并研究Fh-ACPal在不同环境条件下对单溶质和双溶质体系水溶液中As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)的吸附效果,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、BET孔隙结构分析、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)对Fh-ACPal进行表征,探讨其吸附机制。结果表明:在灼烧温度350℃、盐酸浓度2.0 mol/L、氯化铁浓度2.0 mol/L的改性条件下,制备的Fh-ACPal具有最好的吸附能力;在pH为4、Fh-ACPal投加量为1 g/L时,Fh-ACPal对As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)的最大单层吸附容量分别为26.44和42.38 mg/g。在单一吸附质条件下,Freundlich和Langmuir等温吸附模型均能较好地拟合Fh-ACPal吸附Sb(Ⅴ)的过程,而Fh-ACPal吸附As(Ⅴ)的过程仅能较好地被Freundlich模型描述;As(Ⅴ)和Sb(Ⅴ)共存体系中,Sb(Ⅴ)可在已被Fh-ACPal优先吸附的As(Ⅴ)表面上进一步形成多分子层吸附,BET等温吸附模型能较好地拟合该过程。实验以及各项表征结果证明,负载的铁氧化物为水铁矿(Fh),改性后Fh-ACPal的比表面积达到224.84 m^(2)/g,同时大部分的Sb(Ⅴ)以共沉淀的方式进入Fh-ACPal晶体内部被稳定结合,而大部分的As(Ⅴ)主要以表面络合形成内球络合物的方式被Fh-ACPal吸附;As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)共存时,As(Ⅴ)优先占据Fh-ACPal表面的吸附位点,阻碍Sb(Ⅴ)与Fh-ACPal的共沉淀作用,从而抑制Sb(Ⅴ)的去除。研究证明了水铁矿/坡缕石复合材料对水体中Sb(Ⅴ)、As(Ⅴ)去除的有效性,为水体中锑、砷重金属污染治理提供了理论参考。

关键词： 胶原纤维   石墨相氮化碳   生物碳   光催化   Cr(Ⅵ)  

摘要： 以制革领域中废弃的皮胶原纤维为原料,基于鞣制化学中的矿物鞣制原理,将钨离子负载在皮胶原纤维上,并经过高温热解得到负载氧化钨的生物炭材料(C/WO_(3)),最后采用机械混合法将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与C/WO_(3)进行复合,制备得到g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)光催化剂。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和荧光光谱等进行形貌结构和性能的表征,并且以Cr(Ⅵ)作为目标污染物,研究了g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)对Cr(Ⅵ)的去除效果。结果表明,g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)比表面积达到244.62 m2/g,远高于单独的g-C_(3)N_(4)(9.95 m2/g),同时g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)的光催化性能明显提升。Cr(Ⅵ)的去除实验表明,当催化剂用量为0.1 g,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L,溶液pH为2时,g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)对Cr(Ⅵ)的去除率高达99.99%,并且几乎不受水中共存物质的影响,循环性能比较稳定。

关键词： 超高分子量聚乙烯纤维   基体层   非织造   增强层   广角布  

摘要： 文章提供了基于超高分子量聚乙烯纤维的复合材料增强体的制备工艺流程。该纺织结构增强体的制备方法是将非织造材料作为基体层,将广角布作为基体层的增强层,使得制备的纺织结构增强体具备较强的抵抗纵、横向变形能力和优越的综合力学性能。文章的研究成果对开发纺织结构增强复合材料具有一定的参考价值。

关键词： 牙科材料   树脂渗透陶瓷   制备工艺   力学性能   美学性能  

摘要： 树脂渗透陶瓷(PICN)复合材料是一种由树脂和陶瓷2种互穿网状相构成的新型牙科修复材料,具有优良的天然牙仿生性能和易加工性,特别适用于基于椅旁计算机辅助设计和制造技术的快速牙体缺失和缺损的修复,正逐渐成为研究和应用的热点。PICN的力学性能和美学性能等可通过成分设计、优化制备工艺和表面改性等来调控。本文综述了PICN材料制备的研究进展,详述了多孔陶瓷制备、树脂渗透和固化工艺等方面研究现状,展望了未来发展趋势和研究重点。

关键词： 数学分析方法   材料科学   光电化学性能   复合材料   太阳能电池   理论与实践   科研人员   化学工程  

摘要： 在当下材料科学与化学工程蓬勃发展的时代,复合材料以其独特的光电化学性能成为研究热点。从太阳能电池的高效转化到光催化降解污染物,深人理解复合材料的光电化学行为对于推动众多领域的技术革新至关重要。《化工问题的建模与数学分析方法》一书应运而生,为科研人员提供了系统的理论与实践指导工具,旨在运用数学建模与分析手段,揭开化工复杂问题背后的规律,其中对于复合材料光电化学性能的剖析更是独具匠心。

关键词： g-C_(3)N_(4)   复合材料   电化学传感   食品安全检测   环境检测  

摘要： 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))是一种新型的半导体纳米材料,较高的比表面积、良好的稳定性赋予了其强吸附性和易于修饰等特点,有望用于解决电化学传感器所要求的低成本、快速检测、良好的灵敏度和优异的选择性等难题。本文对g-C_(3)N_(4)基纳米复合材料的合成方法及电化学传感性能进行了综述,在此基础上重点介绍了基于g-C_(3)N_(4)纳米复合材料的电化学传感器在食品、环境、生物医药检测等领域中的应用,并展望了开发复合材料传感器的重要性,以期为g-C_(3)N_(4)基纳米复合材料的合成及应用拓展提供参考。

关键词： 锂离子电池   Pickering乳液   硅基负极   胶囊结构  

摘要： 硅基负极在LIB充放电循环中的巨大体积膨胀以及较低的e-、Li+电导率限制了其进一步发展。提出了一种高效且快速的Pickering乳液油相扩散法一步合成胶囊结构的SiO_(x)/G@PPO-C复合微球。乳液油相作为牺牲层构筑了微球的空心结构,为内部包埋的SiO_(x)体积膨胀提供了缓冲空间。通过高温碳化和额外碳掺杂制备了复合微球的导电碳球壳(SiO_(x)/G@C),旨在提高负极材料活性单元的导电性。结果表明,Pickering乳液油相扩散法具有操作耗时短、工艺过程简单、技术适应性强等显著优点,可为新型硅基锂离子电池负极材料的设计和产业化制备提供新的选择。

关键词： SnO_(2)/ZnO复合材料   气敏传感器   NO_(2)   SnO_(2)纳米花  

摘要： 为了解决纯SnO_(2)基气体传感器对NO_(2)灵敏度低、响应时间长的难题,本文采用水热法制备仙人掌状SnO_(2)/ZnO纳米复合材料,研究了不同配比对SnO_(2)/ZnO复合材料结构形貌与气敏性能的影响。研究结果表明:在水热反应温度180℃、时间6 h,煅烧温度500℃,时间3 h的条件下,SnO_(2)/ZnO配比为35∶1时制得仙人掌状SnO_(2)/ZnO纳米复合材料。NO_(2)气敏特性结果显示,在工作温度300℃条件下,其对10 ppm NO_(2)的响应值可达587.503,响应和恢复时间分别为5 s和39 s,较纯SnO_(2)响应值提升了3.2倍,响应时间缩短了32 s。

关键词： 磷矿伴生资源   氟硅酸   氟硅酸铵   氟硅分离   白炭黑  

摘要： 随着湿法磷酸和磷肥行业的发展不断壮大,其副产的氟硅酸数量惊人,每生产一吨磷酸约副产0.05 t氟硅酸,因其可以作为各种含氟产品的原料越来越受到人们关注,但因其浓度较低沉淀较多,又制约的它的应用范围,如果不加以正确的处理和处置,将对环境和人体健康造成严重威胁。本文通过实验探究氟硅酸和氨水反应中对氟硅分离效果影响的因素,探索氟硅酸氨解工业化生产白炭黑的可能性,不但可以减少污染,还有利于行业的发展,为磷矿伴生资源的高质量发展提供必要的技术支撑。结果表明:当氟硅酸浓度低于15%,与过量系数为1.2的浓度为5%氨水,控制反应温度60℃以下时,可以得到满足《橡胶配合剂沉淀水合二氧化硅HG/T 3061-2020》的标准要求的二氧化硅。