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Solid-phase extraction and separation of indium with P_(2)O_(4)-UiO-66-MOFs (di-2-ethylhexyl phosphoric acid-UiO-66-metal-organic frameworks)

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Journal of Environmental Sciences 2023年第5期127卷 833-843页

作者： Wan-Yi Zeng Minzhong Huang minglai fu Key Laboratory of Urban Pollutant Conversion Institute of Urban EnvironmentChinese Academy of SciencesXiamen 361021China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China School of Electromechanical Engineering Guangdong University of TechnologyGuangzhou 510006China Xiamen Key Laboratory of Municipal and Industrial Solid Waste Utilization and Pollution Control College of Civil EngineeringHuaqiao UniversityXiamen 361021China

Compared with the traditional liquid–liquid extraction method,solid-phase extraction agents are of great significance for the recovery of indium metal due to their convenience,free of organic solvents,and fully exposed *** this study,P_(2)O_(4)(di-2-ethylhexyl phosphoric acid)was chemically modified by using UiO-66 to form the solid-phase extraction agent P_(2)O_(4)-UiO-66-MOFs(di-2-ethylhexyl phosphoric acid-UiO-66-metal-organic frameworks)to adsorb In(Ⅲ).The results show that the Zr of UiO-66 bonds with the P-OH of P_(2)O_(4) to form a composite P_(2)O_(4)-UiO-66-MOF,which was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)and Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR).The adsorption process of indium on P_(2)O_(4)-UiO-66-MOFs followed pseudo first-order kinetics,and the adsorption isotherms fit the Langmuir adsorption isotherm *** adsorption capabilities can reach 192.8 mg/*** five consecutive cycles of adsorption-desorption-regeneration,the indium adsorption capacity by P_(2)O_(4)-UiO-66-MOFs remained above 99%.The adsorption mechanism analysis showed that the P=O and P-OH of P_(2)O_(4) molecules coated on the surface of P_(2)O_(4)-UiO-66-MOFs participated in the adsorption reaction of *** this paper,the extractant P_(2)O_(4) was modified into solid P_(2)O_(4)-UiO-66-MOFs for the first *** work provides a new idea for the development of solid-phase extractants for the recovery of indium.

关键词： P_(2)O_(4)-UiO-66-MOFs(di-2-Ethylhexyl phosphoric acid-UiO-66-metal-organic frameworks) Solid-phase extraction Adsorption Indium(III)

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The preparation of nitrogen-doped TiO_2 nanocrystals with exposed {001} facets and their visible-light photocatalytic performances

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Chinese Science Bulletin 2014年第18期59卷 2199-2207页

作者： Huiying Ai Jianwen Shi Jianwei Chen minglai fu Key Laboratory of Urban Environment and Health Institute of Urban EnvironmentChinese Academy of Sciences

Anatase TiO2with exposed{001}facets has been deepgoingly studied for optimizing its photocatalytic *** this study,we synthesized N-doped TiO2 nanocrystals with exposed{001}facets by sol–gel method and solvothermal method,*** physical and chemical properties of as-synthesized samples,such as morphology,crystal phase,surface elements composition,porous structure,specific surface area,and optical response,were characterized in *** photocatalytic performances of all samples were evaluated by photocatalytic decoloration of methylene blue under visible-light irradiation(k[420 nm).The results showed that the as-prepared samples present high visible-light photocatalytic performances,which can be ascribed to the excellent crystallization,the enhancement of absorbance in the visible-light region,and the strong adsorption performance,and calcination treatment is helpful to further improve the visible-light photocatalytic performance of N-doped TiO2 nanocrystals with exposed{001}facets.

关键词： TiO2纳米晶光催化性能可见光照射氮掺杂晶面晶带比表面积光催化活性

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层状金属硫属化物对水中锌的离子交换性能研究

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环境科学学报 2015年第4期35卷 1040-1047页

作者：李建荣付明来中国科学院城市环境研究所城市污染物转化重点实验室厦门361021 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室福州350002 中国科学院大学北京100049

通过水热反应制备的层状金属硫属化物K1.9Mn0.95Sn2.02S6(KMS),对水中Zn2+具有良好的吸附性能.采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和能谱仪(EDS)等手段表征了KMS吸附前后的结构、化学组成和微观形貌.Zn2+与K+发生离子交换后... 详细信息

通过水热反应制备的层状金属硫属化物K1.9Mn0.95Sn2.02S6(KMS),对水中Zn2+具有良好的吸附性能.采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和能谱仪(EDS)等手段表征了KMS吸附前后的结构、化学组成和微观形貌.Zn2+与K+发生离子交换后,会与硫产生共价键作用而被吸附,材料的层间距由0.851 nm变为1.123 nm.化学吸附导致吸附后的KMS表面会变得粗糙.考察了p H、反应时间、初始浓度、反应温度和共存离子等因素对KMS吸附Zn2+的影响.在p H=3~6之间,溶液的p H对吸附量没有明显影响.在不同温度下,动力学数据符合准二级动力学模型,而且速率控制步骤主要由液膜扩散控制.吸附过程的活化能为40.24 k J·mol-1.在10℃、25℃和40℃下,KMS对Zn2+的最大吸附量分别是:111.67 mg·g-1、142.91 mg·g-1和161.02 mg·***等温吸附模型可以用来描述吸附平衡过程.碱金属和碱土金属离子对Zn2+去除率的影响较小,影响顺序是Ca2+>Mg2+>Na+,而重金属离子对Zn2+的去除影响较大,影响顺序是Cd2+>Pb2+>Cu2+>Ni2+.离子交换后的KMS不会再释放出Zn2+,可以作为一种永久储存重金属的废弃物.

关键词：金属硫属化物离子交换锌离子动力学等温模型

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CdS/TiO_2纳米管可见光催化剂的制备、表征及光催化活性

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催化学报 2012年第5期33卷 850-856页

作者：周强苑宝玲许东兴付明来华侨大学土木工程学院福建厦门361020 福州大学土木工程学院福建福州350108 中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室福建厦门361021

以纳米颗粒TiO2(P25)为原料,采用水热合成法制备了具有锐钛矿晶型的TiO2纳米管(TNTs),考察了水热反应温度和焙烧温度对TNTs形貌和结构的影响.以具有双官能团结构的有机分子2-巯基丙酸为偶联剂,采用原位合成和在线组装的方法将CdS量子点(... 详细信息

以纳米颗粒TiO2(P25)为原料,采用水热合成法制备了具有锐钛矿晶型的TiO2纳米管(TNTs),考察了水热反应温度和焙烧温度对TNTs形貌和结构的影响.以具有双官能团结构的有机分子2-巯基丙酸为偶联剂,采用原位合成和在线组装的方法将CdS量子点(QDs)负载于TNTs上,制得了CdS/TNTs可见光催化剂,研究了2-巯基丙酸浓度对CdS负载量和CdS/TNTs光催化活性的影响.结果表明,在水热温度为150oC,焙烧温度为400oC的条件下,可制得管径为8～10nm,管壁为2～3nm,管长为数百纳米的锐钛矿型TNTs.经CdSQDs修饰后,TNTs的吸收阈值拓展至580nm,在模拟可见光照射下,CdS/TNTs表现出优异的光催化降解罗丹明B性能.

关键词：二氧化钛纳米管光催化剂硫化镉量子点罗丹明 B 2-巯基丙酸降解

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稀硝酸催化还原工艺中Pd/AC制备条件优化

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化工进展 2022年第7期41卷 3938-3946页

作者：郑敏徐垒陈晨徐忠宁付明来中国科学院城市环境研究所城市污染转化重点实验室福建厦门361021 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 华侨大学土木工程学院厦门市市政与工业固废资源化及污染控制重点实验室福建厦门361021 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室福建福州350002

化工行业中含氮化合物的超标排放是水中氮元素的来源之一,硝酸是化工行业的重要原料。煤制乙二醇过程会产生大量的稀硝酸副产物,通过硝酸催化还原反应,可以将其进一步转化为亚硝酸甲酯,从而实现资源回收利用,同时减少水中氮源的输入,有... 详细信息

化工行业中含氮化合物的超标排放是水中氮元素的来源之一,硝酸是化工行业的重要原料。煤制乙二醇过程会产生大量的稀硝酸副产物,通过硝酸催化还原反应,可以将其进一步转化为亚硝酸甲酯,从而实现资源回收利用,同时减少水中氮源的输入,有利于控制水体富营养化的发生。活性炭负载钯(Pd/AC)材料作为催化剂能有效提升硝酸转化率。本研究通过等量浸渍法制备Pd/AC,结合高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、物理吸附仪和X射线光电子能谱(XPS)表征结果,分别考察了不同的煅烧和还原条件对材料的结构以及硝酸催化还原活性的影响,优化Pd/AC的制备条件。结果表明,煅烧温度的升高、煅烧时间和还原时间的延长会造成Pd颗粒粒径增加;单质钯与氧化态钯的比值(Pd∶PdO)增加,会造成比表面积和孔容减小,从而导致Pd/AC的催化活性降低。

关键词：硝酸催化还原活性炭负载钯转化率优化

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三维花状结构α-FeOOH纳米材料的制备与表征

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高等学校化学学报 2015年第1期36卷 48-54页

作者：许俊鸽李云琴苑宝玲崔浩杰付明来福州大学土木工程学院福州350116 华侨大学土木工程学院厦门361021 中国科学院城市环境研究所厦门361021

以硫酸亚铁、尿素及乙醇为原料,采用低温常压一步回流法制备了具有三维花状结构的α-FeOOH纳米材料.考察了反应时间、反应温度、尿素浓度和乙醇用量对其结构和形貌的影响及α-FeOOH纳米材料对双氯芬酸钠的吸附性能.实验结果表明,当反应... 详细信息

以硫酸亚铁、尿素及乙醇为原料,采用低温常压一步回流法制备了具有三维花状结构的α-FeOOH纳米材料.考察了反应时间、反应温度、尿素浓度和乙醇用量对其结构和形貌的影响及α-FeOOH纳米材料对双氯芬酸钠的吸附性能.实验结果表明,当反应温度为90℃、反应时间为6 h、尿素浓度为0.1 mol/L、乙醇的体积分数为20%时,所得α-FeOOH纳米材料具有规整的三维花状结构,对双氯芬酸钠的吸附量达199.2mg/g.基于扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析,推断三维花状结构α-FeOOH的生长机制包括定向聚集和外延生长2个过程,反应初期生成的高活性晶核快速形成不规则橄榄状颗粒并定向聚集成短簇状结构,再沿z轴方向外延生长,形成长簇的三维花状结构.

关键词：三维花状结构 α-FeOOH 低温回流双氯芬酸钠吸附特性

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磁性金属-有机骨架复合材料的构建及在环境中的应用

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中国科学：化学 2017年第7期47卷 830-843页

作者：霍江波崔浩杰付明来苑宝玲中国科学院城市环境研究所中国科学院城市污染物转化重点实验室厦门361021 中国科学院大学北京100049 华侨大学土木学院厦门361020

磁性金属-有机骨架(MMOFs)复合材料是一类新颖的功能材料;MMOFs在磁性功能粒子的基础上结合了金属有机骨架材料的孔径均一、比表面积高、化学和热稳定性良好、吸附亲和力强等性能,在催化和环境等领域中显示出潜在的应用前景.本文简要概... 详细信息

磁性金属-有机骨架(MMOFs)复合材料是一类新颖的功能材料;MMOFs在磁性功能粒子的基础上结合了金属有机骨架材料的孔径均一、比表面积高、化学和热稳定性良好、吸附亲和力强等性能,在催化和环境等领域中显示出潜在的应用前景.本文简要概述了近年来制备的MMOFs复合材料,包括磁性微球核壳结构、磁性纳米颗粒镶嵌结构、磁性颗粒无规则互混结构、磁性石墨烯基复合结构;并从环境污染物的吸附、富集和催化降解角度,重点总结了MMOFs在环境分析和环境修复中的应用.

关键词：磁性金属有机骨架复合材料环境分析环境修复

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半导体/石墨烯复合光催化剂的制备及应用

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催化学报 2013年第4期34卷 621-640页

作者：陈建炜石建稳王旭崔浩杰付明来中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室福建厦门361021

首先分析了石墨烯和半导体光催化剂的特点,以及二者复合后可能具有的优越性质,接着介绍了石墨烯和半导体复合光催化剂的制备方法,归纳了石墨烯增强半导体光催化的机理,然后阐述了复合光催化剂在降解有机污染物、光催化分解水产氢、光催... 详细信息

首先分析了石墨烯和半导体光催化剂的特点,以及二者复合后可能具有的优越性质,接着介绍了石墨烯和半导体复合光催化剂的制备方法,归纳了石墨烯增强半导体光催化的机理,然后阐述了复合光催化剂在降解有机污染物、光催化分解水产氢、光催化还原CO2制有机燃料和光催化灭菌四个典型的应用,最后对半导体/石墨烯复合光催化剂未来的发展趋势提出了展望.

关键词：石墨烯半导体光催化复合制备应用

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淀粉/ZVI-Ni-Cu三金属复合材料降解三氯乙烯和氯仿的效能

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环境科学学报 2017年第11期37卷 4078-4084页

作者：谢蝶胡晓雅李云琴周真明苑宝玲付明来华侨大学土木工程学院市政与环境工程研究所厦门361021 中国科学院城市环境研究所城市污染物转化重点实验室厦门361021 福州大学环境与资源学院福州350108

采用液相Na BH4还原法,制备出淀粉负载纳米铁镍双金属(淀粉/ZVI-Ni)和淀粉负载纳米铁镍铜三金属复合材料(淀粉/ZVI-Ni-Cu),并采用XRD、SEM、BET、XRF等仪器对其性能进行表征;进而对比其与纳米零价铁(ZVI)、淀粉负载零价铁(淀粉/ZVI)对... 详细信息

采用液相Na BH4还原法,制备出淀粉负载纳米铁镍双金属(淀粉/ZVI-Ni)和淀粉负载纳米铁镍铜三金属复合材料(淀粉/ZVI-Ni-Cu),并采用XRD、SEM、BET、XRF等仪器对其性能进行表征;进而对比其与纳米零价铁(ZVI)、淀粉负载零价铁(淀粉/ZVI)对三氯乙烯和氯仿的降解效果及影响淀粉/ZVI-Ni-Cu降解氯代烃的因素.结果表明:通过双金属和三金属的掺杂,可有效提高复合材料对氯代烃的降解,其降解效能关系为:淀粉/ZVI-Ni-Cu>淀粉/ZVI-Ni/>淀粉/ZVI>ZVI.其中淀粉/ZVI-Ni-Cu三金属复合材料在48 h内可实现氯代烃的完全降解.由于淀粉载体的加入,使得纳米金属材料成功地负载在淀粉上,复合材料的抗氧化性增强了,降解效果也更稳定可靠.

关键词：淀粉铁镍铜降解氯代烃地下水

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核壳结构β-NaYF_4:Yb^(3+),Tm^(3+)/TiO_2的制备及光催化性能

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环境科学与技术 2015年第4期38卷 60-64页

作者：黄民忠陈建炜戴乐阳付明来集美大学轮机工程学院福建厦门361021 中国科学院城市环境研究所福建厦门361021

核壳结构纳米复合材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2的制备分为2个步骤:首先通过高温热分解法制备由上转换发光材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+组成的核;再由钛酸四丁酯(TBOT)在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮K-30(PVP)作用下水解而成的壳。测试表明,... 详细信息

核壳结构纳米复合材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2的制备分为2个步骤:首先通过高温热分解法制备由上转换发光材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+组成的核;再由钛酸四丁酯(TBOT)在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮K-30(PVP)作用下水解而成的壳。测试表明,β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2是由β型六方相结构Na YF4纳米粒子和无定形结构的Ti O2组成。这种核壳结构纳米复合材料可以吸收近红外光(NIR),其中β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+可以吸收近红外光,而后通过上行转换发出紫外光,通过激发Ti O2产生活性基团,达到催化降解有机污染物的目的。为了验证其光催化活性,在980 nm激光照射下将其用于罗丹明B(Rh B)的降解,结果证明该复合材料可以达到一定的降解效果。因此,核壳结构纳米复合材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2是一种新型的近红外光催化剂,其能有效地扩展光催化剂对太阳能光谱的响应区域,提高太阳光的利用率,在未来Ti O2的光催化或者能源利用领域有着广阔的应用前景。

关键词：上转换 β-Na YF4∶Yb3+ Tm3+/Ti O2 光催化近红外

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