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催化材料对病毒吸附及灭活作用特性的研究

赵春霞 , 明平文 , 杨凌 , 刘中民 , 张卓然 , 马磊 , 许磊 , 齐越 , 孙承林 , 韩秀文 , 陈严 , 曲振平 , 缪少军 , 郑丛龙 , 赵欣捷 , 杜逊甫 , 刘波 , 孔宏伟 , 王畅 , 叶芬 , 刘守新 , 胡刚 , 刘页 , 张涛 , 黄向阳 , 包信和 , 许国旺

色谱 doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2003.03.008

以核酸分子及普通病毒作为探针和模拟对象,进行了催化材料吸附、灭活副流感病毒的研究,旨在筛选出对病毒有过滤、吸附及灭活作用的高效非特异性催化材料,以应用于病毒的各种防护设施以及有效控制非典型性肺炎的传播.共评价了93种新合成的催化剂,发现两种催化材料对病毒具有杀灭作用.

关键词: 毛细管电泳 , 副流感病毒 , 核酸 , 催化材料 , 非典型性肺炎

催化材料对病毒的吸附和灭活作用及对哺乳动物细胞的毒性

刘中民 , 张卓然 , 许国旺 , 杨凌 , 马磊 , 孙承林 , 许磊 , 齐越 , 赵春霞 , 明平文 , 陈严 , 郑丛龙 , 杜逊甫 , 韩秀文 , 张涛 , 黄向阳 , 包信和 , 刘波 , 刘守新 , 王爱琴 , 曲振平 , 缪少军 , 胡刚 , 刘页

催化学报

提出了以吸附和催化原理灭活病毒的设想,旨在开发出对病毒有过滤、吸附及灭活作用的高效非特异性催化材料,应用于各种防护设施,有效控制非典型肺炎(SARS)的传播. 采用与SARS病毒相似的副流感病毒作为模拟对象,进行了吸附及灭活该病毒的催化材料研究,并考察了催化材料对哺乳动物细胞的毒性. 结果表明,病毒气溶胶的阻留及吸附结果与基于DNA吸附的色谱分析结果相一致; 部分材料可以强烈地吸附病毒(100%),甚至在强烈振荡下并洗脱至第3次,病毒也不能脱附; 一些材料不仅可以吸附病毒,而且强烈振荡后的洗脱液虽然表现出一定的血凝效价,但接种鸡胚后,病毒并不增殖,说明材料具有明显的催化病毒灭活性能; 对细胞毒性极低的材料可以用在与人体接触的防护材料和设施中. 筛选出的性能优异的催化材料,拟进一步考察其对SARS病毒的灭活作用.

关键词: 催化材料 , 副流感病毒 , 吸附 , 灭活 , 严重急性呼吸系统综合症

TiO2/活性炭负载型光催化剂的溶胶-凝胶法合成及表征

刘守新 , 陈曦

催化学报

以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法在多孔活性炭(AC)表面合成TiO2前驱体,在氮气保护下程序升温处理制得TiO2/AC负载型光催化剂. 采用X射线衍射、漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、能量色散谱和低温液氮吸附等对光催化剂晶相结构、光谱特征及表面结构进行了表征. 结果表明, AC可提高TiO2分散性能,降低TiO2团聚体的尺寸,并抑制其由锐钛矿相向金红石相的转变. TiO2与AC接触界面处有 Ti - O - C 键生成. 另外, AC的含量对TiO2的能阈结构和晶粒大小影响不大. 苯酚溶液的光催化降解测试结果表明, AC负载可为TiO2提供高浓度反应环境,适宜量的负载可显著提高TiO2对有机稀溶液的光催化降解活性. 对于50 mg/L苯酚的光催化降解, AC的质量分数分别为5%, 9%和11%时催化剂协同系数分别为1.1, 1.5和1.3. 循环使用7次后, AC含量为9%的催化剂对苯酚的降解率仍达95.84%.

关键词: 活性炭 , 二氧化钛 , 溶胶-凝胶 , 负载型光催化剂 , 苯酚 , 降解

酚醛基非支撑介孔炭膜的软模板法制备与表征?

刘丽华 , 赵鑫 , 李伟 , 张双双 , 刘守新

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.06.005

以酚醛树脂为碳前驱体,两亲嵌段共聚物F127为软模板,在碱-酸体系条件下合成非支撑介孔炭膜.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、低温氮气吸附-脱附和气体分离测试对炭膜的形貌、孔结构以及气体分离性能进行了测试和表征.结果表明,通过改变软模板剂F127的用量和炭化温度可以实现对炭膜孔结构的控制制备.随着 F127与苯酚质量比的增大,炭膜的比表面积、总孔容以及平均孔径呈先增大后减小的趋势；在质量比为1．06时,比表面积达467 m2/g,介孔率为31．3％.随炭化温度由600℃升高至800℃时,炭膜的孔结构由无规则的蠕虫状孔结构转变成丰富的二维六方孔道结构.炭膜厚度约300μm,对 CO2和 N2具有良好的分离性能,CO2/N2分离系数可达2．53.

关键词: 酚醛树脂 , 软模板法 , 炭膜 , 气体分离

TiO₂/ACF复合材料的Sol-Gel法制备及其对苯的去除性能

刘守新 , 刘正锋

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00209

以钛酸四丁酯为钛源，采用改进溶胶凝胶法合成TiO₂前驱体；采用浸渍提拉法将TiO₂前驱体负载在活性炭纤维(ACF)表面制得TiO₂/ACF复合材料.采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、低温液氮吸附等对TiO₂/ACF复合材料晶相结构、表面结构等进行了表征.在静态自制光催化反应装置中紫外光照射条件下，以高浓度（2926.5mg/m³）气态苯考察TiO₂/ACF对气相有机污染物的去除性能，以气相色谱质谱（GC-MS）检测中间产物种类与分布.结果表明：TiO₂于ACF表面形成完整薄层，随负载次数增加，TiO₂/ACF比表面积下降；TiO₂薄层变厚、开裂，甚至脱落.400 ℃煅烧时TiO2已完全转变为锐钛矿相，随煅烧温度升高，锐钛矿型TiO₂晶粒尺寸变大，至700℃时开始有金红石相生成.负载2次，400 ℃煅烧TiO₂/ACF复合材料TiO₂/ACF-400-2表现出最高活性.TiO₂/ACF对苯的去除过程中未检测到毒性较大的酚、醌类中间产物.

关键词: TiO₂ , activated carbon fiber , sol-gel , benzene , removal

自组装花状α-Ni（OH）2和NiO的制备和表征

李长玉 , 刘守新

功能材料

以硝酸镍为原料,尿素为沉淀剂,在不添加任何模板和表面活性剂条件下,采用均匀沉淀法制备出具有自组装结构的花状α型Ni（OH）2,并以其为前驱体,制得了同样具有花状结构的NiO。采用XRD、SEM、HRTEM、TG和低温液氮吸附技术对样品的晶相结构、表面形貌和孔径结构等进行表征。测试结果显示,所制备的样品是α型Ni（OH）2,比表面积是245.0m2/g,而且这些直径为4～6μm的花状Ni（OH）2是由许多纳米薄片相互组装而成。将花状Ni（OH）2在400℃焙烧2h即可获得具有花状结构的NiO,其比表面积为125.2m2/g。

关键词: α型Ni(OH)2 , NiO , 自组装 , 纳米材料

磁性椰壳活性炭的合成研究

刘守新 , 孙承林

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2002.01.011

根据表面活性剂特殊的分子结构,以顺磁性材料为磁核,在其表面先后覆盖内层、外层两层表面活性剂的单分子膜,合成磁化剂.依靠磁化剂外层单分子膜亲水基团的作用使磁化剂与椰壳活性炭键合在一起,活性炭因此被赋予磁性.通过对磁化剂用量、pH值、活化剂等因素对椰壳磁性活性炭磁化率影响的研究.确定了椰壳磁性活性炭的最佳合成条件为:MR-20为磁化剂、pH值为1.8～2.4、在60℃时加入适当无机盐类活化剂.椰壳磁性活性炭的物理性质随其磁化率的改变而改变.

关键词: 椰壳活性炭 , 磁核 , 表面活性剂 , 磁化剂 , 磁性椰壳活性炭

La掺杂TiO₂膜的制备及其对甲苯的去除性能

孙剑 , 刘守新

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00928

以钛酸四丁酯和硝酸镧为原料, 采用溶胶-凝胶法, 制备出La掺杂TiO₂膜. 采用X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)、低温氮物理吸附、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)对光催化剂的晶相结构、光谱特征和表面结构进行表征. 以气相甲苯为模型物, 在自制光催化反应器中考察了催化剂在可见光下对气相有机污染物的去除性能. 结果表明, La掺杂可诱发催化剂的可见光催化活性, 500℃热处理的2.8%mol La掺杂TiO₂膜在60min内即可完全去除6110.18mg/m³的气相甲苯; 掺入的La主要以La₂O₃的形式存在, 同时有一部分形成Ti-O-La键; La掺杂可抑制TiO₂锐钛矿相向金红石相转变、提高相转变温度、减小晶粒尺寸及增大催化剂比表面积; La/TiO₂薄膜表面光滑、致密, La的引入能有效抑制TiO₂膜气孔的产生; La掺杂可提高TiO₂在可见光区的吸收, 使催化剂吸收边向长波移动; La的f轨道的电子跃迁和TiO₂晶格扭曲是催化剂可见光活性提高的重要原因.

关键词: 可见光 , La doped , TiO₂ , film , toluene

水热法制备炭球—活性炭复合材料

刘守新 , 孙剑

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01132

以商品活性炭和葡萄糖为原料, 采用水热合成方法, 在活性炭表面和孔内合成纳米炭球, 制得富含含氧官能团的炭球—活性炭复合材料. 通过低温液氮(N₂/77K)吸附测定了炭球—活性炭复合材料的比表面积和孔容、孔径分布. 以SEM观测材料表面形貌. 采用FTIR、XPS分析复合材料的表面官能团结构. 以水相中无机Cr(VI)的去除测试材料的吸附性能. 结果表明：葡萄糖水热处理后在活性炭表面生成炭球, 活性炭孔隙结构降低, 炭球尺寸和分布受葡萄糖溶液浓度影响较大, 活性炭表面生成以—OH为主的含氧官能团. 炭球—活性炭复合材料对Cr(VI)的单位质量和单位面积吸附容量最高分别为原料活性炭的近4倍和95倍.

关键词: 葡萄糖 , solvothermal , carbon sphere , activated carbon , composite

溶胶-凝胶辅助水热双模板法制备球形介孔TiO2

王殿平 , 刘守新

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2012.20532

以聚乙二醇和共嵌段化合物F127为双模板剂,采用溶胶-凝胶辅助水热法制备了球形介孔TiO2 (MS-TiO2).采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、热重分析和低温N2吸附-脱附对样品进行了结构表征,并以苯酚为降解模型物在紫外光下对其活性进行了评价.结果表明,所得TiO2为球形介孔结构,孔径为6.5～12.6 nm,比表面积最高可达106.9 m2/g,孔体积0.21 cm3/g,球形颗粒直径200～300 nm,由粒径为15～20 nm的小晶粒组成.随着焙烧温度的升高,TiO2的比表面积和孔体积减小,孔径增大.双模板剂的使用比单一模板剂更能形成稳定的立体网状球形胶束,并有效抑制TiO2前驱体的团聚,诱导其形成球形介孔结构.其中,在500℃下焙烧所制MS-TiO2样品表现最高的光催化活性,苯酚降解率达86.4％,为TiO2的1.3倍.

关键词: 双模板剂 , 二氧化钛 , 介孔 , 球形 , 表面活性剂 , 苯酚

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