摘要：塑料因具有廉价轻便耐用和耐腐蚀等特性,其在世界范围内得到广泛的应用,通常被用于食品包装、医疗及技术应用等社会生产的方方面面。微塑料在环境中分布广泛,具有粒径小、比表面积大、降解能力弱、吸附能力强和稳定性强等性质,而其中部分特性决定了它们会吸附环境中的有机和重金属类污染物,形成复合污染体系,从而对生态环境和人类健康产生不利影响。总结了微塑料的分布、性质和危害,综述了微塑料与污染物的吸附机理和影响因素,并在最后提出了对微塑料降解研究未来发展趋势的展望。

摘要：设计合成一种新型铜硫浮选分离捕收剂:O-异丙基-N,N-二乙基硫代氨基甲酸酯(IPDTC)。先利用密度泛函理论计算IPDTC的电子结构。结果表明,IPDTC比O-异丙基-N-乙基硫代氨基甲酸酯(Z-200)具有更高的最高占据分子轨道能量和更低的电负性。根据相互作用能判据预测IPDTC具有较强的捕收能力。浮选试验表明,IPDTC对黄铜矿和黄铁矿的捕收能力强于Z-200。通过表面张力、吸附量、XPS、FTIR和zeta电位等方法研究捕收剂的浮选机理。研究发现,IPDTC可降低溶液表面张力。IPDTC在黄铜矿表面的吸附能力强于黄铁矿,这与浮选试验结果相吻合。FTIR、zeta电位和XPS结果表明,IPDTC通过形成Cu—S—C键在黄铜矿表面发生较强的吸附作用,但在黄铁矿表面的吸附作用较弱。

摘要：为进一步探究高性能的金属有机骨架材料MOFs基CO_(2)复合吸附剂,首先通过掺杂Ce、Cu、Mn、Co多元金属对生物焦进行改性修饰,在探究最优制备方法的基础上,基于生物焦及Mg-MOF-74共同含有不饱和金属位点和含氧官能团的基础特性进行结构设计,制备Mg-MOF-74改性生物焦复合吸附剂.在获得复合吸附剂吸附特性的基础上,探究了负载多元金属、MOFs材料以及生物焦之间的耦合及协同作用机制,并通过多种表征手段研究了样品的孔隙结构、表面官能团与晶态结构等微观特性,同时结合吸附动力学、吸附热力学以及元素价态变化揭示了复合吸附剂的脱碳机理.研究发现,溶胶凝胶法利于制备改性生物焦;负载的多元金属以金属氧化物形式存在于改性生物焦中,氧化边缘晶格缺陷,为改性生物焦引入含氧官能团,且所获得的10%Fe+4%Ce+2%Cu样品效果最优,其吸附量为1.53mmol/g;复合吸附剂对CO_(2)的吸附是物理吸附与化学吸附共同作用的结果,MOFs材料优化了复合吸附剂的孔隙结构,改性生物焦因其石墨微晶结构与掺杂多元金属修饰而在表面产生电子转移,发生了化学吸附,即二者的复合在脱碳过程中发挥了相互促进与协同的作用,使复合吸附剂吸附性能得到明显提升,对于前驱体共热解法制备的样品相较于改性生物焦和Mg-MOF-74分别提升了230.7%和75.7%.

摘要：设计并合成了一种新型表面活性剂二丁基(2-(羟基氨基)-2-氧乙基)膦酸酯(DBPHA)作为锡石浮选捕收剂。单矿物浮选实验结果表明,在pH~9.00、捕收剂初始浓度8×10^(-5)mol/L的条件下,以DBPHA为捕收剂的锡石浮选回收率可达90%左右,而以苯甲羟肟酸(BHA)为捕收剂的浮选回收率仅为22%。通过zeta电位、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)测量和密度泛函理论计算研究了DBPHA在锡石表面的吸附机理。DBPHA处理过的锡石颗粒zeta电位变化表明DBPHA化学吸附到锡石表面,而添加BHA几乎没有改变锡石的zeta电位。密度泛函理论预测DBPHA具有两个反应中心活性位点,即异羟肟酸基和磷酰基,而BHA只有一个异羟肟酸基活性位点。FTIR和高分辨XPS表明,DBPHA在锡石上的化学吸附产生了DBPHA-Sn表面物质,其中异羟肟酸基(—C(=O)—NHOH)和磷酰基(P=O)基团与表面Sn原子键合,使得DBPHA的疏水基团朝向溶液中,粘附气泡。因此,实现了锡石的有效富集。

摘要：作为SF_(6)的重要分解组分,H_(2)S能够有效反映SF_(6)气体绝缘电气设备内部绝缘故障类型及程度。该文以H_(2)S为目标检测气体,探究了改性石墨烯基传感器对H_(2)S的吸附机理及检测特性。基于第一性原理建立了环氧基化石墨烯(G-O)、钯掺杂石墨烯(Pd-G)和环氧基与钯共掺杂石墨烯(Pd-G-O)改性模型和H_(2)S吸附模型,从吸附能、态密度、轨道、脱吸附时间等多方面计算分析了G-O、Pd-G、Pd-G-O的改性机理与吸附机理,结果表明Pd-G-O对H_(2)S表现出优异的吸附性能,吸附能达到-1.015 eV,为较强的化学吸附,且对应着强烈的电荷转移值0.281 e;制备了G-O、Pd-G、Pd-G-O传感材料及器件,基于微量气敏测试平台测试了改性石墨烯基传感器检测H_(2)S的温度、体积分数、响应恢复及稳定特性,其中Pd-G-O传感器对H_(2)S表现出低工作温度(175℃)及快速响应优势。该文的仿真计算与气敏测试分析为研制检测SF_(6)分解组分的低功耗、高灵敏度及快速响应传感器提供了理论基础与实验支撑。

摘要：为了提高吸盘的吸附性能,基于水蛭吸盘表面存在的凹坑形态,运用仿生学原理,在常规吸盘表面设计凹坑形态,使吸盘工作表面存在多个小型吸盘,提高吸盘的吸附性能。运用部分正交多项式回归分析,探究凹坑形态的直径、单排凹坑数量及排间距对吸盘吸附力的影响。试验表明,不同凹坑的形态参数对吸盘吸附力具有不同的影响效果,当凹坑直径为1.5 mm、单排凹坑的数量为40个及排间距为4 mm时,仿生吸盘在基底表面的吸附力为49.54 N,相对于标准吸盘在基底表面的吸附力提高49.21%。建立设计因素与评价指标间的数学回归模型,确定对吸盘吸附力影响的显著性主次顺序为排间距、凹坑直径、单排凹坑数量。仿真分析表明,工作表面存在的凹坑形态改变了吸附时吸盘表面接触压力及摩擦应力的分布,并且仿生吸盘工作表面的摩擦应力和接触压力均大于标准吸盘,增大了仿生吸盘在基底表面的吸附力。

摘要：苯系物来源广,在室内外空气中广泛存在,对人体健康具有巨大危害.吸附法由于成本低、操作简单而被广泛用于空气中挥发性有机污染物的去除.本文以4,4’-联苯二腈(DCBP)为单体,在ZnCl_(2)催化下合成了共价三嗪多孔材料CTF-DCBP,并采用SEM、BET、XRD、FTIR对其进行表征,研究了其对气态甲苯、氯苯和对二甲苯的吸附性能.结果表明,CTF-DCBP具有粗糙颗粒表面及层状堆积结构,主要为微孔和介孔的孔道分布.在25℃下,CTF-DCBP对气态甲苯、氯苯和对二甲苯的吸附在60 min即可达到平衡,其吸附等温过程符合微孔填充Dubinin-Astakhov(D-A)模型,最大饱和吸附量分别达到118.72、176.13、121.98 mg·g^(-1),并建立了吸附能与苯系物分子描述符之间的关系式,得到CTF-DCBP与苯系物的作用力主要是π-π共轭和氢键结合作用.CTF-DCBP对苯系物的吸附快且吸附量高,可为苯系物的新型吸附材料设计合成提供重要参考与借鉴.

摘要：考察了N-丁氧基丙基-S-[2-(肟基)丙基]二硫代氨基甲酸酯(BOPHPDT)对黄铜矿的浮选行为,研究其与八种金属离子的作用,采用微浮选、接触角、原位电化学扫描(SECM)、X射线光电子能谱(XPS)对BOPHPDT浮选黄铜矿的吸附机理进行研究。结果表明:BOPHPDT对黄铜矿的浮选优于丁黄药,优选pH值范围为4~10,其吸附于黄铜矿表面增大其接触角,增强其表面疏水性。XPS分析进一步表明,BOPHPDT分别通过其分子中NH—C=S和C=N—OH官能团与黄铜矿表面形成Cu—N、Cu—S和Cu—O键化学吸附于黄铜矿表面。

摘要：围绕高效处理氨氮废水设计了由粉煤灰制备沸石分子筛及其吸附脱除水中氨氮的综合实验,主要包含以粉煤灰为原料合成Na A型分子筛、氨氮吸附性能测试及其吸附机理研究。通过条件优化,确定最优LTA沸石制备参数为碱熔温度60℃、碱灰比1∶1.2、晶化凝胶硅铝比(Si/Al)0.50。利用XRD、SEM、EDS、N_(2)物理吸附和热重等手段对一系列条件合成的沸石进行表征,确定了其分子式并发现上述最优条件合成的Na A沸石呈立方状,大小均匀,尺寸随着硅铝比的增加而不断增大。沸石的Si/Al=1,外比表面积可达22 m^(2)·g^(−1),该样品对氨氮的饱和吸附能力高达18.59 mg·g^(–1),去除率可达58%,并通过吸附动力学实验深入探究吸附机理。该综合实验涉及物理化学、材料化学、仪器分析等课程知识,有助于锻炼学生的实验操作能力、培养学生创造性思维,同时为粉煤灰基LTA沸石材料的制备、结构表征及性能评价等方面提供一定的参考。

摘要：孔雀石作为典型的氧化铜矿物,浮选过程中表面易与水形成水化层,亲水性增强,常规浮选捕收剂和浮选工艺难以对其进行较好地选择性浮选分离。设计合成出一种新型双亲矿物结构噁二唑硫酮捕收剂——5-己基二硫代氨基甲酸甲酯-1,3,4-噁二唑-2-硫酮(MHCODT),可以与孔雀石表面形成双配位活性中心,从而提高对其浮选效果。纯矿物和混合矿物浮选试验结果表明,MHCODT的浮选分离效果比辛基羟肟酸(OHA)好,可以实现孔雀石与脉石矿物石英和方解石的高效分离。吸附试验结果表明,MHCODT可以选择性吸附在孔雀石表面,实现对孔雀石的浮选富集。DFT计算进一步表明,MHCODT中的二硫代氨基甲酸酯和噁二唑硫酮基团是反应的活性中心。孔雀石表面的Cu与MHCODT中的S和N原子结合形成MHCODT-Cu配合物,实现孔雀石的疏水化和富集浮选目的。