周化岚
,
吴莎
,
邹忠
,
施文健
材料导报
TiO2光催化剂由于具有光催化能力强、降解彻底、无二次污染等优点,在污染物降解方面发挥着重要的作用,近年来杂多酸(盐)掺杂TiO2复合光催化剂更是由于其优异性能而得到日益广泛的关注.介绍了常用的杂多酸种类,阐述了杂多酸(盐)掺杂TiO2进行光催化降解有机物的过程及原理,即杂多酸(盐)可以捕获TiO2在光催化下产生的电子,使载流子扩散长度增大,延长电子和空穴的寿命,抑制电子空穴的复合等.同时介绍了目前常用的溶胶-凝胶法、浸渍法、离子交换法、水热合成等掺杂方法,讨论了各种因素如杂多酸(盐)浓度、有机物的浓度、材料的结构等对复合催化剂光催化活性的影响因素,并展望了今后的发展趋势.
关键词:
杂多酸
,
二氧化钛
,
光催化
宋伟
,
施文健
,
钟晓永
,
俞芸
,
陈肖云
功能材料
以甲壳素为原料,110℃下浸泡在50%氢氧化钠溶液中间歇反应3h,用蒸馏水洗至中性,60℃烘干,得到产物壳聚糖,经测定产物脱乙酰度＞95%,25℃下1%壳聚糖溶液(溶于100ml 1%的乙酸水溶液中)粘度为100mPa·s.研究了吸附条件对吸附容量的影响,在弱酸性水溶液中吸附速度较快,3h后吸附趋于平衡.室温下,pH为4的水溶液中壳聚糖对所试污染物的饱和吸附容量分别为酸性红B 442mg/g、酸性嫩黄G 419mg/g、十二烷基苯磺酸钠345mg/g、R盐98mg/g.壳聚糖作为一种新型环保材料,具有制备方法简单,对水溶性有机污染物吸附速度快,吸附容量大等优点.
关键词:
壳聚糖
,
制备
,
性能
,
吸附
,
有机污染物
施文健
,
陈肖云
,
张元璋
,
秦琴
高分子材料科学与工程
研究两性纤维素对Pb2+、阳离子翠蓝GB、酸性红B和R盐四种持久性污染物吸附过程的动力学和热力学问题,对吸附机理进行探讨.实验结果表明,两性纤维素对上述四种化合物的吸附过程的热力学参数依次为:△H 9.33 kJ/mol、2.88 kJ/mol、5.96 kJ/mol、7.95 kJ/mol;△S 76.8 J/mol·K、63.4 J/mol·K、71.2 J/mol·K、76.1 J/mol·K;298K时,△G-13.6 kJ/mol、-16.0 kJ/mol、-15.3 kJ/mol、-14.7kJ/mol;吸附活化能Ea23.8 kJ/mol、18.6 kJ/mol、3.9kJ/mol、7.7kJ/mol;吸附过程可用一级吸附动力学方程来描述,升高温度有利于吸附的进行;吸附符合Langmuir等温式;两性纤维素对重金属、水溶性芳香族阳离子和阴离子有机化合物的吸附主要为化学吸附.
关键词:
两性纤维素
,
持久性污染物
,
吸附
,
动力学
,
热力学
,
吸附机理
施文健
,
张元璋
,
秦琴
,
陈轩
材料导报
总结了制备阳离子纤维素的主要方法,介绍了纤维素阳离子化改性所用的单体类型,评价了制备阳离子纤维素方法的特点.综述了国内外阳离子纤维素应用于日化用品、纺织印染、生物医学和环境保护等领域的研究进展,并讨论了该功能材料的发展趋势,指出阳离子纤维素将会在医疗和环保领域得到广泛的应用.
关键词:
阳离子纤维素
,
制备
,
应用
施文健
,
陈轩
,
钟晓永
,
韩悦
功能材料
合成一种室内空气净化材料--季铵型阳离子纤维素,对材料的结构进行了表征.将其安装于空气净化器中,以治理室内环境中的微生物为主要目标,考察了材料对室内空气中微生物、甲醛和总悬浮颗粒物(TSP)的去除效果,探讨了空气净化机理.在室温(25±5)℃、相对湿度50% 、20m2室内运行空气净化器12h后,空气中微生物、甲醛和TSP的去除率分别达到82.3%、41.5%和98.1%并趋于稳定.季铵型阳离子纤维素有显著的抗菌效果,安装于空气净化器中可提高室内空气质量.
关键词:
季铵型阳离子纤维素
,
微生物
,
甲醛
,
TSP
,
空气净化器
王精志
,
施文健
,
顾海欣
,
吴薇
材料导报
以氮掺杂为代表的非金属掺杂TiO2光催化剂被誉为“第二代光催化材料”.首先系统评述了氮掺杂二氧化钛的制备方法.N掺杂TiO2粉体的制备方法主要有高温焙烧法、水解沉淀法、有机前驱体热解法、溶胶-凝胶法以及机械化学法等；N掺杂TiO2薄膜的制备方法主要包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法以及金属有机化学气相沉积法等.综述了近年来国内外通过氮掺杂改进二氧化钛光催化剂的性能、提高可见光利用效率的最新研究进展,指出了在氮掺杂TiO2催化剂研究中有待解决的问题及今后可能的发展方向.
关键词:
氮掺杂
,
二氧化钛
,
制备方法
,
光催化
陈树薇
,
施文健
,
宋伟
,
秦琴
,
张元璋
,
高隽臣
功能材料
戊二醛作交联剂,在壳聚糖分子链中引入了β-环糊精的疏水空腔结构,制备出壳聚糖交联β-环糊精高聚物(CTS-CD).以酸性红B为例,研究了CTS-CD对酸性染料的吸附动力学和热力学特性.298K,CTS-CD对酸性红B的饱和吸附容量高达661.4mg/g,起始浓度363.2mg/L,吸附△H=80.3kJ/mol、△S=323.3J/(mol·K)、△G=-16.1kJ/mol,En=11.72kJ/mol.室温下,吸附过程可用一级吸附动力学方程来描述,符合Langmuir等温吸附模型.CTS-CD可作为吸附材料用于治理染料、印染废水.
关键词:
壳聚糖
,
β-环糊精
,
酸性染料
,
吸附
,
动力学
,
热力学
杨瑶
,
闻海峰
,
祝信贤
,
施文健
功能材料
研究了含硫纤维素衍生物:巯基纤维素(SC)和纤维素磺原酸酯(CCX)这两种材料的性能及它们对重金属离子的吸附性能和吸附机理.实验表明,含硫纤维素衍生物作为一种固体吸附材料其化学性质比无机硫化物稳定,暴露于空气中放置一个月后,SC和CCX含硫量下降率＜10%,在室温下,中性水溶液中浸泡10天,其水解率＜3%;SC饱和吸附容量(mg/g)为:Hg2+58、Cu2+17、Pb2+55、Cd2+29,CCX饱和吸附容量(mg/g)为:Hg2+82、Cu2+26、Pb2+77、Cd2+49;SC和CCX都易于再生,再生10次后其对重金属离子的饱和吸附容量不变.
关键词:
含硫纤维素衍生物
,
理化性能
,
重金属离子
,
吸附
周化岚
,
邹忠
,
吴莎
,
施文健
材料导报
综述了近年来纳米TiO2核壳型复合光催化材料的研究进展.核壳型复合光催化剂兼备核和壳组分的特征而具有优异的物理或化学性能,其形成过程主要包括扩散阶段和浓缩反应阶段,其作用机理主要有化学键作用、库仑力静电引力作用和吸附层媒介作用等.按核的物质种类不同,将核壳型TiO2复合光催化剂系统分为以无机氧化物为核、以有机物为核及以单质为核,阐述了它们在环境治理的光催化领域中的应用,指出了纳米TiO2核壳型复合光催化材料存在的问题及未来的发展前景.
关键词:
TiO2
,
核壳型结构
,
光催化剂
,
复合纳米材料
周化岚
,
黎莹
,
邹忠
,
葛方州
,
吴莎
,
施文健
材料导报
TiO2是一种高效的光催化剂,为解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效分离.简要介绍了磁载核壳型TiO2复合光催化剂的基本概念、分类及制备方法.根据磁载复合光催化剂的核壳之间是否包覆结合层,将其分为直接包覆磁载TiO2光催化剂和非直接包覆磁载TiO2光催化剂.磁载TiO2复合光催化剂的制备方法有溶胶-凝胶法、均匀沉淀法、微乳液法、原位生长法以及微波水热法等.还介绍了磁载核壳型TiO2复合光催化剂在水处理方面的应用,并且对其未来的发展前景进行了展望.
关键词:
TiO2
,
磁载光催化剂
,
核壳结构
