水存在条件下CO2在多壁碳纳米管上吸入平衡研究

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磁性多壁碳纳米管吸附水中重金属离子的动力学与热力学

磁性多壁碳纳米管吸附水中重金属离子的动力学与热力学


14 ・ 1
天 津城 市建 设 学院 学报 2 1 年 第 1 卷 第 2 02 8 期
为证 实磁 性 MW C s NT 的磁 性 ,分别 将少 量原 始 MWC s NT 和磁性 MWC s NT 配制 成黑 色悬 浮液 . 外 在
加 到 9 %以上 ; p 值继 续增 大 , 吸 附基 本保 持 5 若 H 则 平 衡 .一般 地 ,p 值 不 仅影 响金 属离 子在 溶 液 中存 H 在 的类 型 , 而且 也影 响 吸附剂 官 能团 的离解 和 表 面 电 荷 的性质 I .低 p l 引 H值 下金 属 离子 的去 除率 低 ,原 因 在 于 酸 性 高 的溶 液 中含 丰 富 的 H 0 ,可 以使 磁 性 3
重金 属 离子 是 水 体 中一类 对 人 类 健 康 和 生 态 环 境具 有严 重威 胁 的污染 物 , 已引起 人们 对 它 的广泛 关 注 【 . 目前 ,去 除水 中重金 属 离子 的方 法 主要 有 沉 l J 淀 、反 渗透 、离子 交 换 和吸 附法 【 . 吸 附法 中常 用 3 J 的 吸附剂 有 活性 炭 、粉煤灰 、黏土 等 , 些 吸附剂 或 这 由于吸 附效 果不 甚理 想 , 由于再 生 困难 等 原 因而限 或 制 了其实 际应 用 . 因此 ,有必 要 寻找一 种更 有效 的 J
比表 面积 约 20m . NO 、NH42 e8 )" O、 0 / H 3 ( ) (042 H2 g F 6
NH4e S )・2 O、氨水 、无 水 乙醇 均 为 分 析纯 , F (O42 H2 1
tbs 简 称 MWC s是一 种具 有空 心管 结构 、高 比 ue, NT) 表 面积 的新 型碳 材料 , 它 的表面 上可 通过 氧化 反应 在 而 引人 多种 活性 基 团 【, 而扩 大MWC s的应 用范 7从 ] NT 围. 研究 表 明 ,MWC s对 水 中重金 属 离子 、有机 NT 物、 生物 污染 物 均具有 较 强 的吸 附作用 J . MWC s NT

受限于不同螺旋性的纳米碳管中水的分子动力学模拟

受限于不同螺旋性的纳米碳管中水的分子动力学模拟

受限于不同螺旋性的纳米碳管中水的分子动力学模拟王俊;朱宇;周健;陆小华【期刊名称】《化学学报》【年(卷),期】2003(061)012【摘要】近年来将纳米碳管引入到与生命过程息息相关的离子通道膜的研究逐渐成为热点,而其中的于膜孔道(碳管)中水分子的行为.采用分子动力学模拟在300 K 和1.01×105下对受限于(6,6)armchair型和(10,0)zigzag型纳米碳管中的水进行了研究,得到了水分子在碳管中的局部密度分布等静态性质以及水分子在碳管中的传递等动态性质,并对不同势能模型的模拟结果作了比较.结果表明选择不同的势能模型并没有改变此体系的固有性质,即水分子不仅能够进入到憎水性的(6,6)碳管中而且能形成一条稳定的由氢键相连的纵列(single file),而且在管中以纵列的形式进行间歇传递.此外,碳管螺旋性对受限水的静态性质影响不大但对动态性质则有一定程度的影响,水分子在(10,0)zigzag型碳管中的传递能力要强于在(6,6)armchair型碳管中的能力.【总页数】6页(P1891-1896)【作者】王俊;朱宇;周健;陆小华【作者单位】南京工业大学化工学院,南京,210009;南京工业大学化工学院,南京,210009;南京工业大学化工学院,南京,210009;南京工业大学化工学院,南京,210009【正文语种】中文【中图分类】O6【相关文献】1.受限于纳米碳管中盐溶液的分子动力学模拟 [J], 李燕;贾玉香;胡仰栋2.受限于平行硅板中水的分子动力学模拟 [J], 陈博;陈云飞3.受限于纳米碳管中水的分子动力学模拟 [J], 袁虹君;董顺乐4.受限于单壁碳纳米管中水的分子动力学模拟 [J], 邹桂敏;杨晓峰5.受限于碳纳米管中水结构及其扩散的分子动力学模拟研究 [J], 杨海凤;李海龙;肖亚梅;杨晓峰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

co2合成碳纳米管方法

co2合成碳纳米管方法

co2合成碳纳米管方法
合成碳纳米管是一种重要的纳米材料制备方法,其中CO2作为碳源可以通过多种途径用于碳纳米管的合成。

以下是一些常见的CO2合成碳纳米管的方法:
1. 热解法,CO2可以与碳源(如甲烷、乙烷等)在高温下进行热解反应,生成碳原子,然后在催化剂的作用下形成碳纳米管。

这种方法需要高温和催化剂的作用,能够在较短的时间内合成纯净的碳纳米管。

2. 化学气相沉积法(CVD),在CVD过程中,CO2可以作为碳源气体,与氢气或其他气体一起通过催化剂在高温下反应,生成碳纳米管。

这种方法可以控制碳纳米管的尺寸和形态,适用于大面积的碳纳米管合成。

3. 水热法,CO2可以与还原剂(如葡萄糖、甘油等)在高温高压水热条件下反应,生成碳纳米管。

这种方法相对温和,可以在水相中进行碳纳米管的合成,且对环境友好。

4. 电化学法,CO2可以在电解池中通过电化学反应产生碳源,
然后在电极表面或电解液中形成碳纳米管。

这种方法可以实现可控
的碳纳米管合成,且对能源可持续性具有潜在的积极影响。

总的来说,CO2合成碳纳米管的方法多种多样,每种方法都有
其独特的优点和适用范围。

未来随着技术的进步和环保意识的提高,CO2作为碳源合成碳纳米管的方法将会得到更多的关注和研究。

二氧化锰改性多壁碳纳米管吸附水中Sb(Ⅲ)

二氧化锰改性多壁碳纳米管吸附水中Sb(Ⅲ)
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Ab s t r a c t :A n o v e l k i n d o f ma n g a n e s e d i o x i d e s u p p o r t e d o n mu l t i wa l l e d c a r b o n n a n o t u b e s( Mn O2 /
( I I I )c o n c e n t r a t i o n,a d s o r b e n t d o s a g e ,c o n t a c t t i me a n d t e mp e r a t u r e we r e i n v e s t i g a t e d . Th e r e s u l t s i n d i — c a t e t h a t t h e r e mo v a 1 r a t e o f S b ( I I I )b y Mn O2 mo d i f i e d CNTs i S 9 7 . 7 2 u n d e r t h e i n i t i a 1 S b ( I I I )c o n c e n —
征. 通过对水 中 S b ( U I ) 的静 态 吸附 试 验 考 察 改 性 碳 纳 米 管 的 吸 附 容 量 , 同时还考 察 p H值、 锑 的初 始 浓 度 、 吸 附 剂 投加量 、 吸 附 时 间 和温 度 对 吸 附 效 果 的影 响 . 结果表 明, 在 S b ( 1 I I ) 初始浓度 为 1 . 5 mg / L、 吸 附剂 投 加 量 为 0 . 5 g / L、
wa s c a r r i e d ou t a nd p a r a me t e r s a f f e c t i ng t h e a ds o r p t i o n e f f i c i e n c i e s i nc l ud i n g s o l ut i on p H v a l u e,i ni t i a l Sb

多壁碳纳米管在水溶液中的分散性研究

多壁碳纳米管在水溶液中的分散性研究

多壁碳纳米管在水溶液中的分散性研究作者:张宝明来源:《科技视界》 2014年第36期张宝明(盐城工业职业技术学院,江苏盐城 224005)【摘要】碳纳米管以其卓越的性能及其光明的应用前景而受到科学界的广泛关注。

然而,碳纳米管在水溶液及有机溶剂中的团聚问题限制了碳管的大规模应用。

笔者选用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基磺酸钠(SBS)三种常用表面活性剂来提高多壁碳纳米管(MWNT)在水溶液中的分散性,并通过离心沉降、紫外光谱、粒径分析等方法对分散效果进行测量与分析,找出最佳的表面活性剂及其最合理用量。

【关键词】多壁碳纳米管;水溶液;分散;表面活性剂0 引言碳纳米管(CNT)具有很多优异的性能,如物理性能、热力学性能、光学性能、电学性能等[1-3],碳纳米管复合材料的研究也成为近年来的热点。

然而,碳纳米管有极大的比表面积和很高的表面能,在水溶液和有机溶剂中的分散性很差,在加工过程中极易发生团聚,极大的限制了碳纳米管的大规模应用。

目前,增强碳纳米管分散性的方法主要有化学改性与物理改性两种。

化学改性法主要用混酸将羧基、羟基等官能团连到碳管表面,利用这些活性基团来提高碳管的亲水性和亲油性。

物理改性法主要用表面活性剂例如配合物或嵌段共聚物[4-5]对碳管进行改性,让表面活性剂分子包裹住碳管,从而提高碳管在溶液中的溶解性。

与化学改性相比,物理改性不会破坏碳管结构与性能,也更加简便易行。

1 实验1.1材料多壁碳纳米管(MWNT),纯度>95%,碳管长度10-20 nm,深圳纳米港;浓硫酸(H2SO4),分析纯,上海试剂四厂;浓硝酸(HNO3),分析纯,上海试剂四厂;聚乙烯吡咯烷酮(PVP),K30,固性物含量>95%,国药集团;十二烷基苯磺酸钠(SDBS),含量>90%,国药集团;十二烷基硫酸钠(SDS),活性物>86%,国药集团。

1.2 碳纳米管/表面活性剂溶液的制备配置0.1wt%浓度的MWNT水溶液,分别加入与MWNT相同质量的表面活性剂PVP(K30)、SDBS、SDS。

生长碳纳米管的机理与控制研究

生长碳纳米管的机理与控制研究

生长碳纳米管的机理与控制研究生长碳纳米管是一项极其热门的研究,在过去的几十年中,其相关技术和应用得到了广泛的发展和推广。

正因如此,了解生长碳纳米管的机理和控制方法是非常必要的,尤其对于想要在该领域有所成就的研究人员而言。

本文将介绍关于生长碳纳米管的机理及控制的研究进展,并探讨它们在未来领域的应用。

1.碳纳米管的生长机理碳纳米管是由碳原子组成的管状结构,在形态上可分为单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)。

这些碳纳米管在存在适当条件下可通过化学气相沉积(CVD)、化学气相沉积传送(reduced pressure chemical vapor deposition, RPCVD)等方法进行生长。

研究表明,生长碳纳米管的机理是通过碳原子以特定的方式组装在催化剂上,并断续释放碳原子而实现的。

碳原子释放的方式有两种:第一种方式是通过触发催化剂表面的金属原子的沉积来实现的。

这种沉积过程可以是氧化还原反应(Oxidation-reduction reaction)、物理吸附物质、以及通过化学反应形成的物质。

第二种方式是通过化学反应形成的碳原子。

之后,碳原子在催化剂表面上以不同的方式组装,在不同的温度下、不同的氧化程度下和不同的金属催化剂下形成不同的碳纳米管。

此外,通过合适的添加剂或控制气氛的混合度,可以在合适的条件下进一步改变碳纳米管的生长方式和形貌。

在生长碳纳米管的过程中,不仅要控制沉积条件,还要考虑避免剩余催化剂对产物的影响,以及在纳米管的内部和外部控制其结构的界面作用。

2.碳纳米管的生长控制方法碳纳米管的生长过程中,不仅需要掌握碳原子沉积的方式和机制,还需要对其生长的特定条件进行控制。

以下是可用于控制碳纳米管特性和生长过程中的重要控制因素:2.1 催化剂的选择和设计催化剂是生长碳纳米管的关键因素之一。

不同的催化剂种类和形状会影响沉积的速度和热力学过程,进而影响碳纳米管的生长模式和形貌。

纳米材料电催化还原CO_(2)研究进展

纳米材料电催化还原CO_(2)研究进展
溶剂热法是高温高压下,在溶剂(水、苯等有机溶 剂)中进行相关化学反应的总称。最常用到的方法有 水热法和有机溶液法。水热法是指在特制的密闭反应 器(一般是高压釜)中,以水或有机溶剂等作为反应物,
·1·
2021 年 1 月 第 48 卷第 1 期
云南化工 Yunnan Chemical Technology
Key words: Nanocatalyst; Electrocatalytic Reduction; CO2
随着 CO2 含量的不断上升,如何将其转化为可用 物质已成为研究者们讨论的热门话题。而电化学催化 还原是有效将 CO2 资源进行转化的方法之一。在化学 工业中,将纳米微粒用作催化剂是纳米材料大显身手 的又一方面。纳米微粒由于尺寸小,表面所占的体积 分数大,从而增加了化学反应的接触面,其表面原子 配位不全导致表面的活性位置增加,使催化活性大大 提高 [1]。在电催化还原 CO2 研究中,为提高产物的种 类和选择性,加快反应物的生成速率,将纳米金属材 料修饰到电极表面是近几年在研究电化学还原 CO2 阴 极材料的热点。纳米结构的金属电催化剂除具备过渡 金属良好的导电性能和配位催化能力外,其较高的比 表面积还提升了对气体的吸附性能且增加了活性催化 位点的分布 [2]。因此,纳米结构的金属电催化剂在电 催化 CO2 还原领域中展现出较高的催化活性,具有潜 在的工业化价值。
1.2 化学气相反应法 化学气相反应法制备纳米颗粒是利用具有挥发性
的金属化合物的蒸气,通过化学反应生成所需要的化
合物,在保护气体的环境下快速冷凝,从而制备各类
物质的纳米颗粒。这种方法也被称为化学气相沉淀法
(Chemical Vapor Deposition,CVD)。化学气相反应法 适合于制备各类金属、金属化合物以及非金属化合物 纳米颗粒 [6]。

多壁碳纳米管在水溶液中的分散性研究

多壁碳纳米管在水溶液中的分散性研究

多壁碳纳米管在水溶液中的分散性研究多壁碳纳米管在水溶液中的分散性研究如下:
多壁碳纳米管在水溶液中的分散性研究,其特征是:将多壁碳纳米管和笼形倍半硅氧烷衍生物同时加入球磨罐中形成混合物,滴入少量有机溶剂,按一定的转速和时间在球磨机中进行湿法球磨,球磨后的样品按一定浓度加入水中,超声后获得均匀分散的碳纳米管水溶液;所述笼形倍半硅氧烷衍生物通过范德华力、疏水力结合到多壁碳纳米管表面;所述多壁碳纳米管与笼形倍半硅氧烷衍生物混合物中多壁碳纳米管的质量分数为50%;所述笼形倍半硅氧烷衍生物的结构简式为[RSiO],其中n为6、8、10或12,顶角Si原子上的R官能团为烃类或芳香类非极性或弱极性基团;所述球磨速度100rpm~300rpm,球磨时间20min~60min,球磨温度10℃~60℃。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征是所使用的多壁碳纳米管外径为8nm~50nm,内径为2nm~15nm,长度为0.5μm~30μm。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征是球磨前滴入球磨罐中的有机溶剂为四氢呋喃、氯仿、甲醇、正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、甲苯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征是滴入的有机溶剂体积由多壁碳纳米管与笼形倍半硅氧烷衍生物混合物总质量确定,范围为5mL/g~80mL/g。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征是所使用的超声时间为10min~2h,超声温度为10℃~25℃,超声功率为50W~500W。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述笼形倍半硅氧烷衍生物为异丁基笼形倍半硅
氧烷、氨丙基异丁基笼形倍半硅氧烷或八苯基笼形倍半硅氧烷。

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Fg 1 Hi -rsue d0p o p a ms i. 曲 pesr srd nA pr A a
实验根据参比槽和吸附槽连通前后 自由空间内气体压力的变化 , 基于实际气体的状态
方程计 算被样 品吸入 的气 体量 。首先将 包括参 比槽 ( 已知体 积 的空槽)和 吸附槽 ( 样 装有 品)以及 连接管 线在 内的系统抽 真空 , 然后将一 定量的被测气 体通入参 比槽 并记录下压 力, 连通参 比槽 和吸 附槽 ,记录下 平衡 时的压力 。由于部分气 体被样 品吸入 ,参 比槽 与吸附槽 连通后 系统 自由空间 内气 体 的量必 然会小于 连通前参 比槽 内气体 的量 ,这个 差值 即为气 体 的吸 入量 。气体 吸入量 计算 过程 中需要准确获知测试 系统 的体积 。由于很 难准确 获得多 孔材料 的真 实密度 ,本 实验选用一 种常温 下吸附量可 以被 忽略 的气 体 He ,通过 He 膨胀 来 探测 吸附槽 自由空间 的体积 。实验 的详细过 程可参考相 关文献 。 J 由于样 品含 水,为避免 抽真空 过程 中水分 的损 失 ,在系统抽 空之前 ,需将装 有湿 样的
孙 艳 刘聪敏 2 苏 伟 周亚平 2 周 理
l天津大学化工学院高压吸 附实验室,天津 307 00 2
2天津大学理学院,天津 3o 7 O0 2
摘要:实验 测定 了水存在条件 下 c 2 0 在多壁碳纳米管上的吸入, 解等温线。等温线具有 明显 勿 \ 的跃升/ 下降点 ,标志着 c 2 0 水合物的生成, 分解。结果表 明,水存在条件 下 c 2 o 的吸入量较干 燥条件 下有很 大提 高。然 而,由于管 内空间无法利用,c 2 O 的吸入 量并 不高。从机 理上对 c 2 O
a Ig a y Id rb: c u p rl; : e td rfrn ec U; : d O pinc l; :l hg sc ln e ; Va u m uI c V n; : cee c e e a s I t el i p O Vl , 、, 、: u_f av ; , : 2V45V79 c t f le V3V6m o v n av : IM 2p cs r a ge M 3prsⅢe gv le M ’ : rSu eg u ; : e s s u e d cr

C 2 o 是一种 重要 的温 室气 体 ,目前 以化 石燃 料为 主的 能源格局 使 得大量 的 C 被排 放 O2 到大气 中,如何 降低 大气 中 C 的浓度 ,一直是 人们关 心 的焦 点 。以水 合物 的形式对 C 2 02 O 进行 深海填 埋 可 能是一 种行之 有 效 的方法…。气体 水合物 是气 体分 子与 水分 子 以 vndr a e wll 结合 形成 的 非化 学计 量型 笼状 晶体 化合物 。实验证 明了 C a s力 a 02水合物 能够 在低 于
, 收 稿 日期 :20 o7年 l 2月 l 2目 项 目基金 :93项 目 (06 B o 874;天津 市应 用基础 研究 计划面 上项 目 (7C Jo 80 7 2o C 7 5O .) 0J YB C 0 0) 作者 简介 :孙 艳(95 ) 女 ,天津 市人,博 士, 理研 究 员. 17一, 助 Bma : u 6 . m n s @l3 o c
l. 0 ℃,高于 4 5 a 2 . MP 的条件下稳定存在【。具有孔隙结构的介质能够在海水流动缓慢的 4 2 】
区域稳 定水合 物起 到延 迟其 分解 的作用 【。因此 ,理 论上 C 2 以在 40 以下 的深海 中 3 ] O可 0m
填埋。水存在条件下 c 2 O 在多孔介质上的吸入/ 分解平衡研究的重要性不仅限于温室气体
的填埋 ,对 于天然 气和 煤层 气 的无 管道 运输 以及 可燃 冰 ( 主要 是 C 水 合物 )的开采 都是 H4
密切相关的。对 c 4 H 水合物 的研究[】 4 表明,与在纯水中形成水合物相比,多孔介质的存 - 5 在能够大大提高气体水合物的生成速率。 碳纳米管 (a o ao bs c T 是一种新型 C r n nt e, N ) b n u 材料 , 其管束内径均一,大小在中孔范畴,可能适于 C 2 O 水合物的生成,因此,本文对水 存在条件下 C 2 O 在碳纳米管上的吸入, 分解平衡进行了研究。
InE cag I A srd n o xhJ e r dop 0 1 ad
20 o 8年 1 2月 2 O日
2实验部分
实验 所用 多壁 碳纳米 管 ( lwa ao b , Mut u nI m e MwN )的制 备和表 征可参考 已发表 的 i l T
文 章[。根据 7 K下 N 吸 附测量 确定样 品的 比表面积 为 l7 6 】 7 2 3 m 。样 品在 使用前 于 1O 5 ℃ 下干燥 lh 2 ,取 出称重 后与一 定量 的水 混合 ,搅拌均 匀制成湿样 。
的吸入行 为进行 了分析 , 并与 CH 进行 了比较 。 4 对水炭比对 C 2 0 吸入 过程 的影响 以及 H (/0 2 C 2 )
的摩 尔比进行 了测量和分析。 关键词 :二氧化碳填埋;碳纳米管;水合 物;吸 附 中图分类号:0 4 .1 l 文献标识码:A 6 73 +
1前
实验 分别测 定 了 C 2 干燥和预吸 水的 MwN O在 T样 品上的吸入 平衡等温 线 。所用仪器 为实验 室 自制 的高压 吸 附 测量 装 置 , 如 图 1所 示 。该 装 置配 备 的压 力 传 感器 为 P 一 从 2,45120型 ( el ' 386 . 0 . K 1rDmcmes ( i,wiel d,量程 0 2MP ,精度 为 00%。 e k st nkS t rn ) e z a —0 a .5 测量温度 控制在 25 01 7± . K。
离子 交换 与吸 附, 0 8 2 ()5 1—5 6 2 o , 46: 5 5
I ON XCHANGE AND E ADS T1 0l 0N
文章编号 :1o —4 32 o )60 5 .6 0 15 9 (o 80 .5 1 0
水存在 条件下 C 在多壁碳纳米管上吸入平衡研 究 O2
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