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电石渣基羟基磷灰石的微波合成及其对水中Cu^(2+)的吸附
1
作者 董意 刘桐羽 +6 位作者 崔硕 冯嘉予 曹睿 潘自斌 宁平 贾丽娟 王访 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2026年第1期102-116,共15页
电石渣(CS)是氯碱工业中电石(CaC_(2))水解生产乙炔(C_(2)H_(2))过程中产生的富钙碱性固体废弃物。大量堆存的电石渣不仅占用土地资源,造成钙资源的浪费,还存在环境污染风险。为实现电石渣的高效资源化利用,本研究以电石渣为钙源,通过... 电石渣(CS)是氯碱工业中电石(CaC_(2))水解生产乙炔(C_(2)H_(2))过程中产生的富钙碱性固体废弃物。大量堆存的电石渣不仅占用土地资源,造成钙资源的浪费,还存在环境污染风险。为实现电石渣的高效资源化利用,本研究以电石渣为钙源,通过微波辐照法成功合成了羟基磷灰石(MW-CS-HAP),并将其用于水中Cu^(2+)的吸附去除。通过XRD、SEM、XPS及BET比表面积分析对材料进行表征,结果证实以电石渣为钙源成功合成了羟基磷灰石,且所合成的MW-CS-HAP具有较高的比表面积(82.082 m^(2)/g)。相较于商业羟基磷灰石(S-HAP)及以硝酸钙为钙源制备的羟基磷灰石(MW-Ca-HAP),MW-CS-HAP表现出更优的吸附性能。在优化合成条件(pH=10.5,Ca/P摩尔比1.67,微波功率406 W,辐照时间20 min)下制备的MW-CS-HAP对Cu^(2+)的最大去除效率达到99.09%,饱和吸附容量达到198.18 mg/g。吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,以单层吸附为主;吸附动力学符合伪二级动力学模型,表明其吸附主要是化学吸附。MW-CS-HAP对Cu^(2+)的吸附机理主要为离子交换,同时伴有表面络合作用。本研究不仅为电石渣的资源化利用提供了新途径,也为含铜重金属废水的治理提供了一种高效、经济且环境友好的技术路线。 展开更多
关键词 电石渣 微波合成 羟基磷灰石 cu^(2+) 吸附
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含Cu^(2+)医用镁合金微弧氧化功能涂层的制备及抗肿瘤、促血管形成效应
2
作者 林科建 柴应红 +6 位作者 邹杰 黄蕊欣 方永超 黄警 杨沁 罗霞 张红 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第20期5103-5114,共12页
背景:医用镁合金因优异的生物相容性被广泛用作骨肉瘤手术植入物,然而镁合金在人体内的降解速度较快,限制了它在临床上的应用。因此,迫切需要具有功能性的植入材料来解决骨肉瘤手术治疗及局部骨骼功能重建问题。目的:在镁合金表面制备含... 背景:医用镁合金因优异的生物相容性被广泛用作骨肉瘤手术植入物,然而镁合金在人体内的降解速度较快,限制了它在临床上的应用。因此,迫切需要具有功能性的植入材料来解决骨肉瘤手术治疗及局部骨骼功能重建问题。目的:在镁合金表面制备含Cu^(2+)微弧氧化涂层,表征该材料的抗肿瘤与促血管形成效应。方法:①采用半固态粉末成型技术制备镁合金(合金中镁与锌的质量比为94∶6)。以含不同质量浓度(0.26,0.32,0.38 g/L)醋酸铜的硅酸盐作为电解液,采用微弧氧化工艺在镁合金表面制备含Cu^(2+)微弧氧化涂层,涂层中Cu^(2+)质量分数分别为0.30%,0.34%,0.69%,表征涂层的形貌、厚度、显微硬度与耐腐蚀性能,以单纯负载微弧氧化涂层的镁合金为对照。②将对照镁合金浸提液、负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层的镁合金浸提液分别与大鼠动脉血混合,检测溶血率。将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于负载微弧氧化涂层镁合金与负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金表面,检测细胞黏附情况。将大鼠骨髓间充质干细胞分别与对照镁合金浸提液、负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金浸提液共培养,检测细胞增殖率。③将大鼠骨肉瘤细胞UMR-106分别与对照镁合金浸提液、负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金浸提液共培养,检测细胞增殖率。将UMR-106细胞分别接种于对照镁合金与负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金表面,检测细胞黏附情况。将UMR-106细胞培养上清作为肿瘤条件培养基,在加入(或不加入)肿瘤条件培养基情况下,将大鼠血管内皮细胞分别与对照镁合金浸提液、负载含Cu^(2+)微弧氧化涂层镁合金浸提液共培养,检测细胞增殖率与血管形成。结果与结论:①Cu^(2+)降低了负载微弧氧化涂层镁合金表面的孔隙率、孔径与腐蚀速率,提高了负载微弧氧化涂层镁合金的表面显微硬度。②CCK-8检测结果显示,当涂层中Cu^(2+)质量分数为0.30%,0.34%时,大鼠骨髓间充质干细胞相对增殖率均大于80%,符合生物安全材料植入标准。负载涂层镁合金的溶血率均低于5%,具有良好的血液相容性。随着涂层中Cu^(2+)质量浓度的升高,镁合金表面黏附的大鼠骨髓间充质干细胞数量减少。③随着涂层中Cu^(2+)质量分数的增加,镁合金表面的UMR-106细胞相对增殖率、黏附数量均减少。在未加入与加入肿瘤条件培养基情况下,当Cu^(2+)质量分数为0.30%,0.34%时,镁合金表面的大鼠血管内皮细胞相对增殖率与血管形成能力良好。结果表明,负载含适量Cu^(2+)微弧氧化涂层的镁合金具有良好的抗肿瘤与促血管形成效应。 展开更多
关键词 医用镁合金 微弧氧化 含cu^(2+)涂层 骨缺损 抗肿瘤 成血管 骨植入物
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不同nCu^2＋∶nCit^3-的Cu(Ⅱ)-Cit^3-SiO2溶胶中电沉积制备CuxO-SiO2复合薄膜 被引量：3
3
作者 吴亚珍 辜敏 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第4期617-624,共8页
以醋酸铜(Cu(Ac)2)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,柠檬酸钠(Na_3Cit)为配合剂,在室温下制备出物质的量之比n_(Cu^(2+))∶n_(Cit^(3-)) 为1∶1和1∶2的2种透明稳定的Cu(Ⅱ)-Cit^(3-)-SiO_2复合溶胶。以此为电解液,采用恒电位方法,在ITO阴... 以醋酸铜(Cu(Ac)2)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,柠檬酸钠(Na_3Cit)为配合剂,在室温下制备出物质的量之比n_(Cu^(2+))∶n_(Cit^(3-)) 为1∶1和1∶2的2种透明稳定的Cu(Ⅱ)-Cit^(3-)-SiO_2复合溶胶。以此为电解液,采用恒电位方法,在ITO阴极上直接制备出了Cu_xO-SiO_2复合薄膜。CV(循环伏安)和XRD(X射线衍射)结果表明,在低过电位和高过电位分别得到Cu2_O-SiO_2和Cu/Cu_2O-SiO_2薄膜。XRD和EDX(X射线散射能谱)结果表明,相同沉积条件下,n_(Cu^(2+))∶n_(Cit^(3-)) 为1∶1溶胶中得到的薄膜中Cu含量较1∶2溶胶中的高。薄膜在2种溶胶中的电化学形成机理不同,其原因在于溶胶中Cu(Ⅱ)存在的形式不同。CA(计时安培)和SEM(扫描电镜)结果一致表明,Cu和Cu_2O在2种溶胶中的成核机理与电位有关,随着过电位增大,成核机理从三维连续成核逐渐转向瞬时成核。 展开更多
关键词 cu/cu2o-sio2 复合薄膜 复合溶胶 电化学沉积 成核机理
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Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS/PVDF复合光热膜的制备及太阳能驱动界面水蒸发性能 被引量：1
4
作者 姜艳丽 徐云松 +4 位作者 王建康 李伟豪 宋英 汪新智 姚忠平 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第4期143-154,共12页
采用化学刻蚀-溶剂热法合成了Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS复合材料,再通过真空抽滤将该复合材料负载到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上,构筑了Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS/PVDF复合光热膜,并研究了其界面水蒸发性能.X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)... 采用化学刻蚀-溶剂热法合成了Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS复合材料,再通过真空抽滤将该复合材料负载到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上,构筑了Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS/PVDF复合光热膜,并研究了其界面水蒸发性能.X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示,CuS纳米颗粒将Ti_(3)C_(2)-MXene包裹并填满片层间隙.界面水蒸发性能测试结果表明,在180℃反应9 h所得材料的性能最佳,在1 kW/m2光照强度下,其界面水蒸发速率和蒸发效率分别为1.92 kg·m^(-2)·h^(-1)和110.4%.此外,复合光热膜具有较好的海水脱盐效果及良好的循环稳定性.紫外-可见漫反射光谱(DRS)与光热转换实验结果表明,Ti_(3)C_(2)-MXene与CuS的复合提高了其光吸收能力与光热转换效率,二者的协同效应显著提升了材料的光热转换和界面水蒸发性能.本工作可为低成本、高性能光热转换材料的开发提供借鉴. 展开更多
关键词 界面水蒸发 光热转换 Ti_(3)C_(2)-MXene cuS
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小麦秸秆与花生壳生物炭对Cu^(2+)和Zn^(2+)的吸附研究 被引量：1
5
作者 马帅 马帅辉 +2 位作者 尹微琴 盛海君 王小治 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第8期1-9,共9页
为了实现农业废弃物的资源化利用,该研究以小麦秸秆和花生壳为原料,通过裂解法制备了2种生物炭。采用SEM、BET、FTIR、XRD等手段对生物炭进行表征,结合等温吸附模型、动力学方程和热力学方程对其吸附过程进行研究,探讨小麦秸秆生物炭(WS... 为了实现农业废弃物的资源化利用,该研究以小麦秸秆和花生壳为原料,通过裂解法制备了2种生物炭。采用SEM、BET、FTIR、XRD等手段对生物炭进行表征,结合等温吸附模型、动力学方程和热力学方程对其吸附过程进行研究,探讨小麦秸秆生物炭(WSBC)和花生壳生物炭(PSBC)对溶液中Cu^(2+)和Zn^(2+)的吸附性能。结果表明:WSBC对Cu^(2+)和Zn^(2+)的吸附能力强于PSBC,其中WSBC对Cu^(2+)的吸附(18.51 mg/g)大于Zn^(2+)(14.10 mg/g),且Freundlich模型的拟合效果较好,表明Cu^(2+)和Zn^(2+)在WSBC上的吸附为多分子层吸附,而PSBC则以单分子层吸附为主。2种生物炭的吸附过程均符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,且对Zn^(2+)的吸附速率大于Cu^(2+)。热力学分析显示,吸附过程是一个自发进行的吸热反应,其中PSBC吸附的自发性更强。WSBC与PSBC在吸附Cu^(2+)和Zn^(2+)的过程中均存在着离子交换、阳离子-π相互作用和沉淀作用。 展开更多
关键词 小麦秸秆生物炭 花生壳生物炭 cu^(2+) Zn^(2+) 吸附
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湿化学法制备Cu2O/Cu空心球异质结光催化剂
6
作者 贾相华 张辉霞 +1 位作者 刘艳凤 左桂鸿 《无机材料学报》 北大核心 2025年第4期397-404,共8页
窄带隙半导体作为可见光光催化剂,可以有效地将太阳能转化为化学能,在缓解能源短缺和环境污染方面具有潜在的应用前景。以氯化铜(CuCl_(2)·H_(2)O)为前驱体,盐酸羟胺(H_(3)NO·HCl)和硼氢化钠(NaBH_(4))为还原剂,采用一锅无模... 窄带隙半导体作为可见光光催化剂,可以有效地将太阳能转化为化学能,在缓解能源短缺和环境污染方面具有潜在的应用前景。以氯化铜(CuCl_(2)·H_(2)O)为前驱体,盐酸羟胺(H_(3)NO·HCl)和硼氢化钠(NaBH_(4))为还原剂,采用一锅无模板湿化学还原法制备Cu_(2)O/Cu空心球异质结光催化剂。采用不同表征手段对样品形貌、晶体结构、组成、比表面积和光学性质进行分析。加入NaBH_(4)使Cu_(2)O/Cu形貌从中空截角八面体逐渐演化为中空纳米球。通过改变NaBH_(4)加入量可以控制Cu_(2)O表面Cu层厚度。NaBH_(4)直接还原Cu_(2)O使Cu_(2)O和Cu界面紧密结合,这有利于载流子分离和传输,Cu的表面等离子体共振(SPR)效应使Cu_(2)O/Cu对可见光的吸收能力增强,因此Cu_(2)O/Cu对甲基橙(MO)和无色恩诺沙星(ENR)均表现出良好的光催化活性。连续循环使用5次,Cu_(2)O/Cu对MO的降解率影响不大。捕获实验表明·O_(2)^(-)和空穴是降解MO过程中主要的活性物质。Cu_(2)O/Cu的良好光催化活性归因于Cu_(2)O和Cu的协同作用。本研究为异质结光催化剂的制备提供了一种策略。 展开更多
关键词 cu2O/cu异质结 纳米空心球 光催化 cu层厚度
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TiC-TiB_(2)/Al-xSi-4.5Cu复合材料的制备与性能
7
作者 梁艳峰 刘逍恂 +1 位作者 夏峰 郭巧琴 《热加工工艺》 北大核心 2025年第9期92-97,共6页
根据TiB_(2)与TiC原位粒子的形成温区,设计粒子的原位反应路径,在铸造Al-xSi-4.5Cu(x=7,2,18,wt%)合金熔体内成功制备TiB_(2)与TiC双相粒子。借助OM、SEM、EDS等方法观察所制备的复合材料微观组织,并测试其维氏硬度,探究基体合金中Si含... 根据TiB_(2)与TiC原位粒子的形成温区,设计粒子的原位反应路径,在铸造Al-xSi-4.5Cu(x=7,2,18,wt%)合金熔体内成功制备TiB_(2)与TiC双相粒子。借助OM、SEM、EDS等方法观察所制备的复合材料微观组织,并测试其维氏硬度,探究基体合金中Si含量对原位TiB_(2)与TiC粒子分布及复合材料硬度的影响。结果表明:3种Si含量的复合材料均可以通过原位自生法获得微纳米尺度的TiB_(2)与TiC双相粒子,但随着Si含量增加,原位粒子在Si相附近团聚加剧;当Si含量为12wt%时,复合材料硬度达到极值,为173.56 HV;当Si含量增加到18wt%时,TiC粒子发生失稳分解,导致了复合材料硬度下降。 展开更多
关键词 AL-SI-cu合金 AL基复合材料 TIC TiB_(2) 原位自生法
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多壁碳纳米管和聚1,3,5-三(2-噻吩基)苯修饰玻碳电极的制备及其在环境水中痕量Cu^(2+)测定中的应用
8
作者 许贺 张小芳 +1 位作者 王杨瑞晨 卢洪秀 《理化检验(化学分册)》 北大核心 2025年第12期1398-1405,共8页
为实现环境水中痕量Cu^(2+)的简单、快速、低成本、高灵敏测定,制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)和聚1,3,5-三(2-噻吩基)苯(PTTB)修饰的玻碳(MWCNTs/PTTB/GC)电极,并将其用于湖水中Cu^(2+)的检测。采用循环伏安法(CV)聚合制备修饰电极,并分... 为实现环境水中痕量Cu^(2+)的简单、快速、低成本、高灵敏测定,制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)和聚1,3,5-三(2-噻吩基)苯(PTTB)修饰的玻碳(MWCNTs/PTTB/GC)电极,并将其用于湖水中Cu^(2+)的检测。采用循环伏安法(CV)聚合制备修饰电极,并分别采用扫描电子显微镜(SEM)、衰减全反射红外(ATR-TR)光谱法进行形貌和组成表征,以CV、交流阻抗谱(EIS)、塔菲尔(Tafel)曲线进行电化学行为表征。湖水样品经0.45μm滤膜过滤后,分取5 mL,加入15 mL乙酸-乙酸钠缓冲液,混匀后用乙酸调节pH至5。以MWCNTs/PTTB/GC电极作为工作电极,铂丝作为辅助电极,Ag/AgCl电极作为参比电极,在恒定电位-0.8 V下采用计时电流法富集Cu^(2+)150 s,静止20 s后在-0.4~0.4 V内进行示差脉冲伏安法(DPV)检测。结果显示:MWCNTs/PTTB/GC电极CV响应、内阻、Tafel斜率和自由腐蚀电位均显著优于GC电极的,说明修饰层能有效提升GC电极的电子转移效率和催化活性,且该修饰电极对Cu^(2+)的响应是一个受吸附控制的双电子转移的不可逆过程;Cu^(2+)的质量浓度在0.5~200 mg·L^(-1)内和DPV溶出峰电流呈线性关系,检出限(3S/N)为0.166 mg·L^(-1);重复性(n=20)、再现性(n=5)试验测得的相对标准偏差均小于5.0%,放置一周后修饰电极的溶出峰电流还能保持初始值的95%以上。常见阴、阳离子K^(+)、Ag^(+)、Ca^(2+)、Pb^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)、SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)、Cl^(-)、Mg^(2+)、Fe^(3+)对Cu^(2+)检测无干扰(溶出峰电流相对差值绝对值小于6.0%);方法用于湖水样品分析,结果显示Cu^(2+)检出量为19.15 mg·L^(-1),4个加标浓度水平下的回收率为85.1%~92.9%。 展开更多
关键词 多壁碳纳米管 1 3 5-三(2-噻吩基)苯 修饰玻碳电极 cu^(2+) 示差脉冲伏安法
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菠菜叶对酸性高铜废水中Cu^(2+)生物吸附性研究
9
作者 陈荣 张朝旭 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第1期22-32,共11页
针对铜在矿物提取、金属加工、电镀及电子等行业产生大量强酸性高含铜废水这一问题,该文以菠菜叶为吸附剂,采用静态吸附法,考察了pH、温度、叶片完整性、Cu^(2+)初始质量浓度等因素对溶液中Cu^(2+)吸附性的影响,实验结果表明,在Cu^(2+)... 针对铜在矿物提取、金属加工、电镀及电子等行业产生大量强酸性高含铜废水这一问题,该文以菠菜叶为吸附剂,采用静态吸附法,考察了pH、温度、叶片完整性、Cu^(2+)初始质量浓度等因素对溶液中Cu^(2+)吸附性的影响,实验结果表明,在Cu^(2+)初始质量浓度为19 mg/mL、pH为1.7、反应温度为80℃、反应时间为7 h条件下,经裁剪的菠菜叶片对Cu^(2+)吸附量最大,为36 mg/g,Cu^(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型与Freundlich吸附等温模型,说明吸附以非均质表面、物理吸附为主,菠菜叶对Cu^(2+)的吸附为自发、吸热和熵增加的过程,适用于强酸性高铜废水的直接治理,为农业产物在可持续发展概念中找到新的应用。 展开更多
关键词 菠菜叶 cu^(2+)吸附 吸附条件 吸附模型
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SOFC金属连接体MnLa_(0.02)Co_(1.58)Cu_(0.4)O_(4)尖晶石涂层的制备与性能研究
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作者 李凯 程海涛 +1 位作者 梁彦 赵宸煊 《热加工工艺》 北大核心 2025年第24期49-55,共7页
在固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆长期高温运行过程中,SUS430(铁素体不锈钢)金属连接体高温氧化以及Cr挥发导致阴极毒化,使得电堆性能衰减。针对此问题,采用溶胶-凝胶法制备了Cu和La共掺杂的MnCo_(2)O_(4)尖晶石粉末。通过浸渍-提拉镀膜... 在固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆长期高温运行过程中,SUS430(铁素体不锈钢)金属连接体高温氧化以及Cr挥发导致阴极毒化,使得电堆性能衰减。针对此问题,采用溶胶-凝胶法制备了Cu和La共掺杂的MnCo_(2)O_(4)尖晶石粉末。通过浸渍-提拉镀膜工艺在SUS430合金表面制备了MnLa_(0.02)Co_(1.58)Cu_(0.4)O_(4)(MLCCu)尖晶石涂层,系统研究了Cu和La共掺杂对MnCo_(2)O_(4)尖晶涂层的抗氧化性和导电性能的影响。MLCCu呈现单一尖晶石相结构,Cu和La掺杂提高了MLCCu粉末的结晶度以及涂层的热稳定性。界面微观形貌和截面线扫描元素分布发现,MLCCu涂层合金样品中Cr_(2)O_(3)氧化层的厚度仅为1μm,表明MLCCu涂层有效抑制Cr元素的扩散和氧化层的生长。相比MC涂层合金样品,MLCCu涂层合金样品具有较低的氧化速率、面比电阻和阻抗活化能,La、Cu掺杂形成的协同效应显著提升了Mn-Co尖晶石涂层的致密度,改善了合金基体的高温抗氧化性能和导电性能。 展开更多
关键词 金属连接体 MnCo_(2)O_(4)尖晶石涂层 cu-La共掺杂 抗氧化性能
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PhC_(2)Cu/SrO异质结光催化降解双氯芬酸的机制研究 被引量：1
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作者 陈灵容 王奕舜 +4 位作者 张筱昱 刘德柱 陈平 吕文英 刘国光 《环境科学学报》 北大核心 2025年第1期123-134,共12页
药品和个人护理产品(PPCPs)因其对生态系统和人类健康的潜在威胁而广受关注.本研究提出一种新型的异质结改性思路,开发了苯乙炔铜/氧化锶(PhC_(2)Cu/SrO)异质结光催化剂并用于处理含双氯芬酸(DCF)污染废水.本研究构建的PhC_(2)Cu/SrO异... 药品和个人护理产品(PPCPs)因其对生态系统和人类健康的潜在威胁而广受关注.本研究提出一种新型的异质结改性思路,开发了苯乙炔铜/氧化锶(PhC_(2)Cu/SrO)异质结光催化剂并用于处理含双氯芬酸(DCF)污染废水.本研究构建的PhC_(2)Cu/SrO异质结中,SrO无需被光源激发,仅利用其强大的电子转移能力,便实现了PhC_(2)Cu光生电子的高效离域,进而能更高效地活化水体中的分子氧,这是高效去除废水中DCF的关键.同时,采用SEM、TEM、XRD、XPS及UV-vis DRS等方法对复合材料的形貌结构、元素分布及光学性质进行了表征.研究结果表明,构建的PhC_(2)Cu/SrO异质结具有拓宽的光响应范围和增强的载流子分离能力,掺杂比为10%的PhC_(2)Cu/SrO展现出高效的DCF光催化降解速率(0.0207 min^(-1)),达到了PhC_(2)Cu的2.62倍,表现出较好的光催化性能.此外,体系对环境中绝大多数典型的PPCPs均表现出较好的光催化活性.结合电子自旋共振测试、自由基捕获实验证实了·O_(2)^(-)和h^(+)是该体系的主要活性物种.研究显示,PhC_(2)Cu/SrO复合材料在水处理方面的应用具有一定的潜在优势. 展开更多
关键词 PhC_(2)cu DCF 电荷转移 分子氧活化
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ZIF-8/CMC杂化泡沫吸附TC和Cu^(2+)研究
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作者 李微 郭孟雅 +1 位作者 刘宁 刘水 《环境工程》 2025年第4期182-193,共12页
以提高金属有机骨架材料吸附有机物和重金属混合污染稳定性为目标,采用冰模版-冷冻干燥法,以羧甲基纤维素作为交联剂制备金属有机骨架杂化泡沫ZIF-8/CMC,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附实验和热重分析(TG)对... 以提高金属有机骨架材料吸附有机物和重金属混合污染稳定性为目标,采用冰模版-冷冻干燥法,以羧甲基纤维素作为交联剂制备金属有机骨架杂化泡沫ZIF-8/CMC,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附实验和热重分析(TG)对其结构和性能进行表征,深入研究了ZIF-8/CMC对四环素(TC)和Cu^(2+)的吸附性能、吸附机理及循环再生稳定性。实验结果表明:CMC成功负载到ZIF-8孔道中,形成了不规则的立体结构,提高了对污染物的吸附和循环使用性能。ZIF-8/CMC最佳吸附条件为吸附时间16h、污染物初始浓度30 mg/L、pH=6、吸附剂投加量50mg,该条件下其对TC和Cu^(2+)的吸附容量分别为78.75 mg/g和79.71 mg/g。ZIF-8/CMC的吸附等温线符合Langmuir模型,吸附动力学符合拟一级动力学模型,吸附热力学研究表明,ZIF-8/CMC吸附TC和Cu^(2+)的热力学行为是一个自发、放热、趋于有序的过程。ZIF-8/CMC循环利用5次,去除率仍保持在75%以上。ZIF-8/CMC吸附剂对TC和Cu^(2+)具有高效的选择吸附性能及良好的循环再生性能,在处理医药废水方面具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 ZIF-8/CMC材料 冰模板-冷冻干燥法 羧甲基纤维素(CMC) 四环素 cu^(2+)
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Cu-ZrO_(2)催化材料的制备及其棕榈酸甲酯加氢制脂肪醇性能 被引量：2
13
作者 鲍婕 余攀结 +5 位作者 马永德 张宏伟 蔡镇平 曹彦宁 黄宽 江莉龙 《化工进展》 北大核心 2025年第5期2997-3008,共12页
作为重要的化工原料,脂肪醇在化学、化工、制药等领域扮演着重要角色。将废弃油脂中的脂肪酸或脂肪酸甲酯经过加氢工艺转化为脂肪醇的技术越来越受到重视。本研究采用柠檬酸辅助的溶胶-凝胶法合成了系列Cu-ZrO_(2)催化剂。结果表明,Cu-Z... 作为重要的化工原料,脂肪醇在化学、化工、制药等领域扮演着重要角色。将废弃油脂中的脂肪酸或脂肪酸甲酯经过加氢工艺转化为脂肪醇的技术越来越受到重视。本研究采用柠檬酸辅助的溶胶-凝胶法合成了系列Cu-ZrO_(2)催化剂。结果表明,Cu-ZrO_(2)催化剂主要以四方相ZrO_(2)负载铜物种的形式存在。金属Cu与ZrO_(2)载体存在一定相互作用,在催化加氢棕榈酸甲酯反应过程中,对ZrO_(2)四方晶相起到稳定作用。结合X射线光电子能谱测试结果,Cu^(0)物种是关键的活性中心。当Cu^(0)含量不足时,棕榈酸甲酯转化率随Cu^(0)含量增加而升高;当Cu^(0)含量充足时,Cu^(+)与Cu^(0)协同作用于催化反应。同时,对四个反应条件进行了探索,即催化剂用量、反应时间、反应温度以及氢气压力,结果表明均对棕榈酸甲酯的催化转化有明显影响。其中,温度影响较大,升高反应温度可以显著提高棕榈酸甲酯的转化率,但过高温度易使得生成的十六醇脱水转化为十六烷等副产物。通过条件优化,在铜添加量为10%(质量分数)、300℃、6MPa和2h反应条件下,棕榈酸甲酯的转化率为95.1%,十六醇的产率可高达91.1%。 展开更多
关键词 棕榈酸甲酯 加氢 铜基催化剂 cu-ZrO_(2) 脂肪醇
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Cu基MOFs在低浓度煤层气CH_(4)/N_(2)吸附分离中的分子模拟研究 被引量：2
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作者 仙梦丹 高学婷 +3 位作者 李刚森 刘雷 黄伟 左志军 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第7期83-90,共8页
我国目前存在常规天然气产能不足的问题,需要开发煤层气等非常规天然气作为补充。在煤矿开采过程中,会混入大量空气形成低浓度煤层气(CH_(4)体积分数低于30%),造成资源浪费等一系列问题,因此,提高低浓度煤层气回收利用率成为亟需解决的... 我国目前存在常规天然气产能不足的问题,需要开发煤层气等非常规天然气作为补充。在煤矿开采过程中,会混入大量空气形成低浓度煤层气(CH_(4)体积分数低于30%),造成资源浪费等一系列问题,因此,提高低浓度煤层气回收利用率成为亟需解决的问题。采用巨正则蒙特卡洛和密度泛函理论相结合的计算方法,以低浓度煤层气中CH_(4)/N_(2)的吸附分离为目标,选取Cu基金属-有机骨架材料(MOFs)(Cu-BTC、MOF-143、ATC-Cu和MOF-399)和不同金属(Zn、Co和Mo)改性的ATC-M为吸附材料,研究了不同孔径和金属中心对MOFs的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能的影响。结果表明,MOFs孔径对其吸附量和CH_(4)/N_(2)吸附选择性具有重要影响,MOFs孔径越接近气体分子动力学直径,CH_(4)/N_(2)吸附选择性越高。在7种MOFs中,ATC-Zn的孔径(0.4995 nm)更接近CH_(4)和N_(2)的分子动力学直径(CH_(4):0.380 nm,N_(2):0.364 nm),其CH_(4)/N_(2)分离性能达到了最优。金属中心改性对ATC-M孔径没有明显影响,改性金属中心的电荷是影响CH_(4)/N_(2)吸附分离性能的主要因素。当金属离子的bader电荷越大,MOFs的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能越高,在7种MOFs中,ATC-Zn的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能最高。298 K、100 kPa下,当低浓度煤层气n(CH_(4)):n(N_(2))=1:9时,ATC-Zn的CH_(4)/N_(2)吸附选择性高达6.46,为低浓度煤层气中CH_(4)的回收利用提供了新的研究思路。 展开更多
关键词 铜基MOFs材料 CH_(4)/N_(2) 吸附分离 低浓度煤层气 孔径 电荷
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Cu/ZnO/ZrO_(2)催化剂常压催化CO_(2)加氢制甲醇反应性能研究 被引量：1
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作者 宁景云 董美蓉 +1 位作者 刘洪传 陆继东 《当代化工》 2025年第4期798-801,共4页
采用共沉淀法制备了一种Cu/ZnO/ZrO_(2)催化剂,并探究了其应用于常压条件下的CO_(2)加氢制甲醇反应,利用固定床反应器进行催化剂活性评价,测试不同温度条件下的催化性能,发现最佳温度为220℃左右,并采用TEM、XPS、FTIR等对反应后的催化... 采用共沉淀法制备了一种Cu/ZnO/ZrO_(2)催化剂,并探究了其应用于常压条件下的CO_(2)加氢制甲醇反应,利用固定床反应器进行催化剂活性评价,测试不同温度条件下的催化性能,发现最佳温度为220℃左右,并采用TEM、XPS、FTIR等对反应后的催化剂进行了表征,发现在Cu/Zn/ZrO_(2)催化剂常压下的CO_(2)加氢制甲醇遵循甲酸盐路径,同时高温会影响催化剂表面结构,进一步影响表面氧空位和活性位点数量,从而影响催化性能。 展开更多
关键词 CO_(2) 甲醇合成 cu/ZnO/ZrO_(2)催化剂
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基于香豆素苯并咪唑类的双光子荧光探针及其对Cu^(2+)的选择性识别 被引量：1
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作者 张艳阁 张红月 +3 位作者 赵付荣 饶欢欢 谢勇捷 刘伟生 《分析试验室》 北大核心 2025年第9期1365-1368,共4页
本文合成了一种基于香豆素的苯并咪唑类的Cu^(2+)双光子荧光探针(HL),并通过紫外光谱、荧光光谱、质谱等手段表征了HL及HL与Cu^(2+)结合的性质。研究表明,HL对Cu^(2+)具有高灵敏的荧光“开-关”效应,其他离子几乎无干扰。质谱及荧光Job&... 本文合成了一种基于香豆素的苯并咪唑类的Cu^(2+)双光子荧光探针(HL),并通过紫外光谱、荧光光谱、质谱等手段表征了HL及HL与Cu^(2+)结合的性质。研究表明,HL对Cu^(2+)具有高灵敏的荧光“开-关”效应,其他离子几乎无干扰。质谱及荧光Job's曲线表明,HL与Cu^(2+)的配位比为2∶1。HL具有良好的双光子效应,是一种潜在的可用于生物成像的Cu^(2+)荧光探针。 展开更多
关键词 cu^(2+) 开-关 双光子荧光探针 苯并咪唑 香豆素
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n(Cu)/n(Zn)对Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂CO_(2)加氢制甲醇催化性能的影响
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作者 刘大李 王聪 +2 位作者 刘新伟 杨磊 于一夫 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第5期132-141,共10页
CO_(2)加氢制甲醇(CH_(3)OH)不仅减少了CO_(2)排放,而且缓解了能源短缺,是实现“碳中和”的有效手段之一。Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)(CZA)催化剂因其成本低、催化活性高而广泛应用于CH_(3)OH合成,其组分结构和表面特性对催化性能具有重要影响... CO_(2)加氢制甲醇(CH_(3)OH)不仅减少了CO_(2)排放,而且缓解了能源短缺,是实现“碳中和”的有效手段之一。Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)(CZA)催化剂因其成本低、催化活性高而广泛应用于CH_(3)OH合成,其组分结构和表面特性对催化性能具有重要影响。为了探究n(Cu)/n(Zn)对CZA催化剂物化特性和催化性能的影响,采用共沉淀-焙烧法制备了一系列不同n(Cu)/n(Zn)的CZA催化剂,采用XRD、SEM、HRTEM、XPS、ICP-MS、H_(2)-TPR和CO_(2)-TPD等多种表征手段对催化剂进行了表征,并将其用于催化CO_(2)加氢制CH_(3)OH反应。结果表明,n(Cu)/n(Zn)会影响催化剂的Cu颗粒粒径、比表面积、表面Cu^(+)与Cu^(0)数量之比(N(Cu^(+))/N(Cu^(0)))、还原性能和表面碱度等理化性质。CZA-R-2(n(Cu)/n(Zn)为2)的Cu颗粒粒径为5.32 nm,比表面积达到53.5 m^(2)/g,表面N(Cu^(+))/N(Cu^(0))为0.900。在220℃、2 MPa和气体空速为7500 mL/(h·g)条件下,CZA-R-2具有最佳的CO_(2)转化率(15.5%)和CH_(3)OH选择性(67.0%),且此时CH_(3)OH产率达到10.4%。此外,CZA-R-2在此条件下平稳运行超200 h,具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂 CO_(2)加氢 甲醇 n(cu)/n(Zn)
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Cu/SiO_(2)催化二甘醇脱氢制备对二氧环己酮
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作者 张欢 孙培永 +1 位作者 张胜红 姚志龙 《现代化工》 北大核心 2025年第10期176-180,共5页
采用尿素辅助沉淀法制备了系列Cu/SiO_(2)催化剂,并利用氮气物理吸附、XRD、H2-TPR等技术对其结构进行表征。采用单一变量法优化了Cu/SiO_(2)组成及其催化二甘醇(DEG)液相脱氢制备对二氧环己酮(PDO)的反应温度、压力、溶剂等条件。结果... 采用尿素辅助沉淀法制备了系列Cu/SiO_(2)催化剂,并利用氮气物理吸附、XRD、H2-TPR等技术对其结构进行表征。采用单一变量法优化了Cu/SiO_(2)组成及其催化二甘醇(DEG)液相脱氢制备对二氧环己酮(PDO)的反应温度、压力、溶剂等条件。结果表明,Cu/SiO_(2)催化剂中的最佳Cu含量为质量分数18.2%,1,4-二氧六环为适宜的反应溶剂;在反应温度为250℃、氢气压力为0.1 MPa、DEG浓度为1 mol/L、反应时间4 h的条件下,DEG转化率和PDO选择性分别达到94.4%和99.0%。此外,Cu/SiO_(2)催化剂具有一定的结构稳定性,在DEG液相脱氢反应中未见明显的活性组分流失。 展开更多
关键词 二甘醇 对二氧环己酮 催化脱氢 cu/SiO_(2)催化剂
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介质阻挡放电协同催化剂Cu/γ-Al_(2)O_(3)转化羰基硫
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作者 周晓霞 陈鹏 +6 位作者 李丹婷 李德福 陈怡 马懿星 王学谦 王郎郎 宁平 《材料导报》 北大核心 2025年第14期122-127,共6页
低温等离子体协同催化剂技术因结合了低温等离子体的高反应活性和催化剂的高反应选择性而被广泛应用于气态污染物的净化。本工作利用介质阻挡放电(DBD)低温等离子体与催化剂协同转化羰基硫(COS),研究了入口COS浓度、流量、湿度、氧气浓... 低温等离子体协同催化剂技术因结合了低温等离子体的高反应活性和催化剂的高反应选择性而被广泛应用于气态污染物的净化。本工作利用介质阻挡放电(DBD)低温等离子体与催化剂协同转化羰基硫(COS),研究了入口COS浓度、流量、湿度、氧气浓度等因素对COS转化的影响,分析了DBD等离子体与不同种类催化剂(Cu/γ-Al_(2)O_(3)、Mn/γ-Al_(2)O_(3)、Ce/γ-Al_(2)O_(3)、Fe/γ-Al_(2)O_(3)、Co/γ-Al_(2)O_(3))协同作用转化COS的效果。结果表明,DBD+Cu/γ-Al_(2)O_(3)协同作用下,不仅COS转化效率高于DBD与其他几种催化剂协同作用以及单独使用DBD等离子体,而且副产物(H_(2)S、SO_(2)、O_(3))的生成得到有效抑制,表现为高选择性地生成硫单质。当入口浓度为1 700 mL/m3、气体流速为200 mL/min、湿度为25%、氧气浓度为0.3%、能量密度(SED)为1 954 J/L时,DBD+Cu/γ-Al_(2)O_(3)协同作用下COS的转化效率达98.9%且无副产物生成。此外,COS转化率随入口COS浓度、气体流速、湿度和氧气浓度的增加而降低。 展开更多
关键词 介质阻挡放电 羰基硫 协同 cu/γ-Al_(2)O_(3)
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Cu/α-MnO_(2)的载体形貌对CO优先氧化反应性能影响
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作者 毛晓宇 宋丽川 +5 位作者 张力 沈佳 葛春亮 冯彤彤 郭耘 王丽 《稀有金属》 北大核心 2025年第9期1331-1341,共11页
CO优先氧化(CO-PROX)是消除富氢气体中微量CO的有效方法之一。通过水热法制备纳米线(-w)、管(-t)和棒(-r)状的α-MnO_(2),分别暴露(110),(200)和(300)晶面,考察载体的形貌对于Cu/α-MnO_(2)催化CO-PROX性能的影响,并通过X射线衍射(XRD)... CO优先氧化(CO-PROX)是消除富氢气体中微量CO的有效方法之一。通过水热法制备纳米线(-w)、管(-t)和棒(-r)状的α-MnO_(2),分别暴露(110),(200)和(300)晶面,考察载体的形貌对于Cu/α-MnO_(2)催化CO-PROX性能的影响,并通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),氢气程序升温还原(H2-TPR),氧气程序升温脱附(O_(2)-TPD),X射线光电子能谱(XPS)表征催化剂的结构、氧化还原能力,明确元素的存在状态,最终利用原位红外漫反射(in situ DRIFTS)探究反应中间物种。结果表明:载体的形貌与暴露晶面对于反应活性影响显著,Cu/α-MnO_(2)-w可在100℃实现CO的全转化,而该温度下Cu/α-MnO_(2)-r对于CO的转化率仅为21%。活性的差异与载体暴露晶面影响了Cu存在的状态、催化剂的氧化还原能力和反应中间物种的种类及稳定性相关。在Cu/α-MnO_(2)-w中Cu^(+)的存在不仅为CO吸附提供了活性位点,且Cu^(2+)/Cu^(+)与Mn^(3+)/Mn^(4+)的循环也提高了催化剂的供氧能力,此外Cu/α-MnO_(2)-w吸附CO的能力更强,反应气氛下主要生成的是不稳定的碳酸氢盐和碳酸盐物种,而在Cu/α-MnO_(2)-r上则以稳定的碳酸盐为主,不利于CO氧化过程的进行。 展开更多
关键词 CO-PROX cu/MnO_(2) 载体形貌 反应机制
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