mxene铀吸附最佳ph
四种生物吸附剂对铀的吸附性能研究
( .中国科学 院 广州地球化学研 究所 ,广东 广州 5 04 ; 1 16 0 2 .南华大学 化学化工 学院 ,湖南 衡阳 4 10 ;3 2 0 1 .湖南中成 化工有 限公 司,湖南 株 洲 4 2 0 ) 10 5 摘要 : 以保护环境为 目的 , 以寻求廉价而有效 的生物吸 附材料为 出发点 , 究 了啤酒酵母菌 、 海海草 、 研 北 榕树叶 、 杉 树皮等 4种 吸附剂对铀 的吸附性能 的影 响。结果表明 : 4种吸附剂对 低浓度铀具有很好 的富集作用 , 吸附率都在 其 9 % 以上 ; 9 每种吸附剂都存在 1 个最适 p H值 和 1 个最佳投 放质量浓 度 , 次对应 为 4 0 . 4 . ,. —4 0, 依 . _50,—4 5 3 5 .
u a i m o c n r t n,a d c re p nd n l h p i l H au s4. 5. r n u c n e ta i o n o r s o i gy t e o tma p v e i 0- 0,4_ . l 4 5,3. 4 . 5 0,3. 04 . n h 0 a d te o t lma sc n e tai n i 0,1 p i s o c n r t s 1 ma o 2,8,1 / r s e tv l .T e UO2 bo o to r c s y t e e bo o b n s 0 g L e p cie y h is r in p e sb h s is r e t p o i l t h r un l f s wel wih t e F e di h a d t e L n mu r a s r t n e u to . T era s r t e qu n iy o r n u i t c n h a g i d o i q ains h i d o i a tt n u a i m sSC p o p v BL,SW n C r m r o ls e h aa c a l o c n rto s t a . a d F fo mo e t e swh n t e b n e b e c n e tai n i he s me l Ke r s:a c a o csc rvsa y wo d s c h r my e e e iie;s a e e we d;b y e v s iry c re n n a a la e ;f r o tx;u a i m ;b o o b n rnu isr e t
mxene衍射物 吸波
MXene是一种二维材料,具有优异的电磁波吸收性能,因此在吸波材料领域具有重要的应用前景。
MXene的吸波原理主要包括两个方面:多级界面反射和电磁能量转化。
多级界面反射是指MXene材料通过多个界面发生电磁波的反射,从而使得电磁波的传输受到阻碍,进而达到吸波的效果。
电磁能量转化是指MXene材料吸收电磁波后,会将电磁能量转化为热能,从而实现对电磁波的吸收。
为了进一步提高MXene的吸波性能,研究者们采用不同的制备方法和工艺条件,制备出具有不同形貌、结构和组成的MXene材料。
例如,通过控制刻蚀时间、调节刻蚀溶液的浓度和种类、采用不同的基底材料等方法,可以制备出具有不同表面态和电导率的MXene材料,从而实现对电磁波吸收性能的调控。
此外,研究者们还探索了将MXene与其他材料进行复合,以实现优势互补和协同增强吸波性能的效果。
例如,将MXene与聚合物材料复合,可以制备出具有高强度、高韧性和良好吸波性能的复合材料;将MXene与金属纳米粒子或石墨烯等二维材料复合,可以利用其优良的导电性和广阔的电导率范围等特点,实现更加优异的吸波性能。
总之,MXene作为一种具有优异电磁波吸收性能的材料,在吸波材料领域具有重要的应用前景。
通过不断优化制备方法和工艺条件,探索与其他材料的复合方式,可以进一步增强其吸波性能,为未来军事和民用领域的发展提供有力支持。
壳聚糖吸附铀的机理探讨_王洁
试验条件: 壳聚糖用量 2. 0 g, 铀质量浓度 1 000 m g /L, 反应温度 30 e , 溶液 pH = 5。
研究了反应时间为 20 m in, 40 m in, 60 m in, 80 m in, 100 m in, 120 m in, 150 m in, 180 m in时对壳聚糖 吸附铀的影响, 见图 4。
lgK +
1 n
lgC e,
( 5)
式中, K, n 为体系的经验常数, 分别表示吸附范围
和溶液与浓度之间的非线性程度。
结果表明, 壳聚糖吸附铀过程的吸附等温线更 符合 L angm uir方程, 见图 6。
图 5 不同温度下壳聚糖吸附铀的 准二 级反应动力学曲线
s ) 20 e ; u ) 30 e ; w ) 40 e
K eywords Chitosan, U ranium, A dsorption m echan ism
当前, 世界 上共 有 22 个 国家 从 事铀 矿 冶生 产 [ 1] 。预计到 2020年, 中国核电对天然铀的需求量 将达到 3 180~ 6 540 t[ 2-3 ] 。为解决铀主要生产环节 及放射性同位素的应用中排放的大量放射性废水的 污染问题, 对含铀废水处理刻不容缓。
图 1 反应时间对壳聚糖吸附铀的影响 s ) pH = 2; u ) pH = 3; p ) pH = 4; r ) pH = 5; t ) pH = 6; o ) pH = 7
从图 1可见, 铀的吸附率随反应时间的增长而 增大, 当反应时间达 120 m in, pH = 5时, 铀的吸附率 达到 92% 左右, 因此溶液最佳的 pH = 5。
Abstrac t T he influenc ing factors, adsorption kinetics and adsorption iso the rm o f uran ium adsorption on chitosan w ere investigated by experim ents. The result show s that when the so lution has an in itia l uran ium m ass concentration of 1 000 m g /L, a pH va lue o f around 5, a chitosan dosage o f 2. 0 g, and a so lid- liquid ratio o f 1B50, and the adsorption time is 120 m in, the max im um uranium remova l by ch itosan can be 94% and the adso rption capacity is 1. 43 m g /g. Its adsorption process is m ore like a second-order reaction, w ith a co rre lation coeffic ient o f 0. 999 2~ 0. 999 7, and its adso rption isotherm is m ore in conform ity w ith L angm u ir equation, w ith a corre lation coe ffic ient o f 0. 997 2~ 0. 998 4.
二硒化镍 mxene 吸波 -回复
二硒化镍mxene 吸波-回复什么是二硒化镍(MXene)?二硒化镍,也被称为MXene,是一种新兴的二维材料,由二硒化钛(Ti3C2)衍生而来。
MXene因其优异的物理和化学性质而备受关注,现已成为研究领域的热点之一。
MXene是一种具有层状结构的材料,其层状结构是由一层硒原子层和嵌入在其中的镍层组成。
MXene的制备过程相对简单,首先需要合成二硒化钛前体材料,然后通过化学剥离的方法去除钛原子,最终得到MXene材料。
在制备过程中,化学剥离是一种常用的方法,它可以通过选择性地去除原子层之间的结合,从而实现层间的剥离。
MXene的物理性质与吸波性能:MXene具有许多优异的物理性质,使其成为一种有前景的材料。
首先,MXene具有优异的导电性能,能够在广泛的温度范围内保持较高的电导率。
其次,MXene还具有大量的表面活性位点,可以与其他分子或物质发生反应,具有良好的化学反应性。
此外,MXene还具有特殊的层状结构,在光学和电磁波传播中表现出独特的吸收性能。
吸波是MXene材料的一个重要应用领域。
由于其层状结构和丰富的表面活性位点,MXene具有良好的吸波性能。
在电磁波传播中,MXene的层状结构对电磁波具有一定的阻滞作用,能够吸收和散射电磁波。
此外,MXene的表面活性位点可以与电磁波相互作用,从而增加吸收效果。
MXene吸波材料的应用前景:MXene作为一种有前景的吸波材料,在通信、雷达、电磁波干扰和隐身技术等领域具有广泛的应用前景。
在通信领域,MXene材料可以应用于天线、微波器件和电磁波滤波器等设备中,以实现信号的传输和调节。
在雷达系统中,MXene材料可以应用于吸波涂层和隐身材料中,以降低雷达反射截面积,提高隐身性能。
此外,MXene材料还可以用于电磁波干扰器件的制备,以干扰和破坏电磁波信号。
总之,由于其独特的吸波性能,MXene材料在电磁波领域具有广泛的应用前景。
结论:二硒化镍(MXene)是一种新兴的二维材料,具有优异的物理和化学性质。
磁性石墨烯对铀的吸附性能研究
分钟 , 将反应混合 物离 心分 离 , 分 别用 3 % 盐酸和水 洗
涤沉淀 , 所得产物 在 8 0  ̄ C下真空干燥 , 待用。 G N s —F e 3 O 4 的制备 : 将 1 0 0 m g氧化 石墨加 人到 5 O a r l 乙二醇 中 , 超声 6 0分钟 剥离 , 得到 氧化石 墨烯 分 散液, 然后加入 0 . 5 g F e C 1 3・ 6 H 2 O黄色固体 , 搅拌 溶解 后, 继续搅拌 2小 时 , 再 加入 3 . 6 g白色固体 醋酸钠 , 1 . O g 聚 乙二醇 , 搅拌 3 0分 钟 , 在反应釜 中加热 2 0 0  ̄ C反应 1 6小 时 , 得到黑 色产 品 , 减 压过滤 , 分别用 二次蒸馏 水
是 目前所 发现 的最薄 的二 维材 料 , 但 是 由于其 结构
本身鲜有缺 陷, 原 子难 以进 攻 , 故 对 石墨 烯进 行改 性 。 本文中 , 合 成了带有磁性的石墨烯 ( G N s —F e , O ) 粒子 ,
和乙醇 洗涤 , 5 O ℃真空干燥 。
1 . 3 吸附实验
F e O 具 有 高 比表 面积 , 且其 磁性 的特 性 , 会 使石 墨烯
外部增加磁场 , 更有 利于对重金属 离子的 吸附。G N s —
准确称量 0 . O l g的 G N s —F e 3 0 加入 2 5 0 mL锥形瓶 中, 再加入 2 0 mL一定 浓 度 的铀 标 准溶液 , 用 N a O H 溶 液或 H C I 溶 液调节铀溶液 的 p H值。在 1 8 0 r / mi n条 件 下振荡 至吸附平 衡 , 离心 , 取 l mL清 液 , 在 7 2 1型分 光 光 度计 上 6 5 0 n m处用偶氮胂 Ⅲ分光 光度法测定 溶液 中
mxenes结构对h的吸附能力
1. 研究背景在过去的几十年里,材料科学领域取得了巨大的进步,其中包括二维材料的研究和应用。
Mxenes作为一种新型的二维材料,具有优异的导电性、化学活性和热稳定性,因此引起了研究人员的广泛关注。
在Mxenes材料中,M代表过渡金属,X代表碳或氮,其具有丰富的表面功能基团,可以与不同的分子进行吸附作用。
2. Mxenes结构的特点Mxenes材料具有多孔结构和丰富的表面活性位点,这些特点使得Mxenes材料具有优异的吸附性能。
研究表明,Mxenes材料可以有效吸附气体分子、有机物和重金属离子等物质,具有潜在的应用前景。
3. Mxenes结构对H的吸附能力H是一种重要的气体分子,其在能源转化、氢储存等领域具有重要的应用价值。
研究Mxenes材料对H的吸附能力具有重要意义。
实验表明,Mxenes材料具有较高的H吸附能力,其多孔结构和丰富的表面活性位点可以提高H的吸附效率,并且具有良好的可逆性和稳定性。
4. 结合DFT计算分析为了进一步揭示Mxenes材料对H的吸附机制,研究人员采用了密度泛函理论(DFT)进行计算分析。
通过模拟计算,可以揭示Mxenes材料表面的电子结构、电荷分布和化学键性质,从而深入理解Mxenes材料对H的吸附机理。
5. 影响因素分析除了Mxenes材料本身的结构特点外,环境条件、温度和压力等因素也会影响Mxenes材料对H的吸附能力。
研究人员还对这些影响因素进行了分析和探讨,为进一步优化Mxenes材料的吸附性能提供了理论依据。
6. 应用前景展望Mxenes材料对H的优异吸附能力使其在氢能源领域具有巨大的应用潜力,例如作为储氢材料、催化剂载体或氢气传感器等方面。
未来,研究人员可以进一步深入挖掘Mxenes材料在氢能源领域的应用价值,并通过优化材料结构和制备工艺,实现Mxenes材料在氢能源领域的商业化应用。
7. 结论Mxenes材料由于其特殊的结构特点和优异的吸附性能,对H的吸附能力表现出了卓越的性能。
Mxene基材料在吸附污水中金属离子领域的应用
Mxene基材料在吸附污水中金属离子领域的应用Mxene基材料在吸附污水中金属离子领域的应用随着工业化进程的加速推进,水污染问题日益突出。
其中,金属离子的排放成为了环境保护中的重要问题。
金属离子的高浓度存在会对水质产生危害,并且会对生物和人类健康造成潜在威胁。
因此,寻找高效、低成本的吸附剂用于去除污水中的金属离子,成为了当前环境领域研究的焦点。
Mxene基材料凭借其独特的结构和优异的吸附性能,成为了一种有潜力的金属离子吸附材料。
Mxene基材料是一类二维纳米材料,由多层过渡金属碳化物或氮化物(TMX)片层剥离而来。
这种基材料具有高比表面积、丰富的官能团和优越的导电性能。
这些特性使得Mxene基材料在吸附污水中金属离子的研究中具备了巨大的潜力。
首先,Mxene基材料具有较高的比表面积,这可提供更多的吸附位点,从而增加与溶液中金属离子的接触面积,提高吸附效果。
研究表明,使用Mxene基材料作为吸附剂时,其比表面积可达几百平方米每克,远远高于传统吸附剂。
这种高比表面积使得Mxene基材料能够更好地吸附金属离子,使其从污水中被有效地去除。
其次,Mxene基材料表面的官能团可以通过配位作用与金属离子发生吸附反应。
这些官能团可提供活性位点,增加与金属离子的亲和力,从而实现更高的吸附效率。
研究显示,Mxene基材料通过表面官能团与镉、铜、铅等金属离子之间形成化学键,有效地将这些金属离子吸附在材料表面,从而净化了污水中的金属离子。
此外,由于Mxene基材料的导电性能良好,其在污水中金属离子的吸附过程中还可以实现电化学再生,具备可持续应用的潜力。
传统的吸附剂在吸附一定量的金属离子后可能需要进行热解或化学处理以实现再生,而Mxene基材料则可以通过电化学方法实现再生。
这种电化学再生方式可以大大减少对环境的进一步污染,保护水资源的可持续利用。
尽管Mxene基材料在吸附污水中金属离子领域的应用表现出巨大的潜力,但仍然存在一些挑战需要克服。
易斯酸碱键(ti-s键)的mxene
易斯酸碱键(ti-s键)的mxene1. 介绍易斯酸碱键(ti-s键)的mxene易斯酸碱键(ti-s键)的mxene是一种新型的二维材料,由过渡金属碳化物或氮化物层堆叠组成。
它的晶格结构非常特殊,其中易斯酸碱键(ti-s键)扮演着至关重要的角色。
易斯酸碱键(ti-s键)的mxene材料因其独特的电子结构和优异的化学性质而备受关注。
2. 深度探讨易斯酸碱键(ti-s键)易斯酸碱键(ti-s键)是极其重要的化学键,它是通过金属中心与配体原子之间的相互作用形成的。
易斯酸碱键(ti-s键)的形成不仅可以增强mxene材料的稳定性,还可以调控其电子结构和化学反应性。
易斯酸碱键(ti-s键)还可以影响mxene材料的机械性能和热学性能,对其应用于能源存储和转换、催化剂等方面具有重要意义。
3. 易斯酸碱键(ti-s键)的mxene应用易斯酸碱键(ti-s键)的mxene材料在能源领域具有广阔的应用前景。
由于其优异的电导率和离子传输性能,易斯酸碱键(ti-s键)的mxene 可以作为电化学储能材料,例如超级电容器、锂离子电池的电极材料等。
易斯酸碱键(ti-s键)的mxene还可以用于催化剂和光催化材料的设计,用于水分解和CO2还原等反应。
4. 结语易斯酸碱键(ti-s键)的mxene作为一种新型的二维材料,具有独特的结构和优异的性能,在能源存储和转换、催化等领域都有着广阔的应用前景。
通过深入理解其易斯酸碱键(ti-s键)的特性,可以更好地设计和优化其应用性能,推动其在能源和环境领域的应用。
希望未来能有更多关于易斯酸碱键(ti-s键)的mxene的研究,为其应用带来更多的突破与创新。
个人观点易斯酸碱键(ti-s键)的mxene作为一种新型材料,其引人关注的性能和应用前景令人振奋。
我非常期待看到更多关于该材料的研究成果,以及其在能源和环境领域的实际应用。
我相信随着科学技术的不断进步,易斯酸碱键(ti-s键)的mxene必将成为未来材料科学领域的重要研究热点,为社会发展和人类福祉作出更多贡献。
二硒化镍 mxene 吸波
二硒化镍mxene 吸波什么是二硒化镍mxene 吸波?二硒化镍mxene 吸波是一种在微波频率范围内具有良好吸波性能的材料。
Mxene指的是一类层状二维金属碳化物或氮化物,由于其独特的结构和电磁性能,被广泛研究用于电磁波吸收领域。
而二硒化镍mxene是其中的一种,通过掺杂硒元素进入二硒化镍的结构中,可以进一步提高其吸波性能,使其成为一种非常有潜力的电磁波吸收材料。
二硒化镍mxene 吸波的原理是什么?二硒化镍mxene 吸波的原理主要包括两个方面:多级界面反射和电磁能量转化。
多级界面反射是指二硒化镍mxene材料通过多个界面发生电磁波的反射,从而使得电磁波的传输受到阻碍,进而达到吸波的效果。
电磁能量转化是指二硒化镍mxene材料吸收电磁波后,会将电磁能量转化为热能,从而实现对电磁波的吸收。
而二硒化镍mxene材料本身的导电性和界面的复合结构,可以增加其对电磁波的吸收效果。
二硒化镍mxene 吸波材料的制备方法是什么?制备二硒化镍mxene 吸波材料存在多种方法,其中常用的一种是通过化学还原法。
具体步骤如下:1. 首先,将氯化锂添加到二氧化钛(TiO2)的溶液中,使其成为液态。
2. 然后,将硒粉和过量的氟化钠(NaF)悬浮在高锰酸钾(KMnO4)溶液中。
3. 在搅拌的同时,将液态的氯化锂和二氧化钛的溶液缓慢倒入硒粉和氟化钠的溶液中。
4. 在搅拌和加热的条件下,反应混合物逐渐转化为固态的二硒化镍mxene 材料。
5. 最后,将得到的二硒化镍mxene 材料进行洗涤、离心、干燥等处理,以获得纯净的吸波材料。
这种制备方法简单、高效,并且可控性较强,可以得到具有良好吸波性能的二硒化镍mxene 材料。
二硒化镍mxene 吸波材料的应用前景如何?二硒化镍mxene 吸波材料具有许多优越的特性,因此具有广泛的应用前景。
首先,二硒化镍mxene 材料的吸波性能优秀,可以在微波频率范围内实现高效吸波。
这使得它在电磁波干扰、隐身技术和电磁波辐射防护等领域具有广阔的应用前景。
mxene纳米片之间的可调的间隙
mxene纳米片之间的可调的间隙MXene是一类在材料科学领域中相对新兴的纳米片材料,具有广泛的应用潜力。
与其他纳米材料相比,MXene纳米片之间的间隙具有可调性,这使得它们在许多领域中具有独特的优势。
本文将对MXene纳米片之间可调的间隙进行详细的探讨。
首先,需要了解MXene纳米片的基本结构。
MXene纳米片由二维的MXene层组成,其可满足类似于石墨烯的二维纳米片结构。
MXene层由过渡金属的碳化物或氮化物组成,通常为Ti3C2或Ti2C。
MXene纳米片之间的间隙通常由氟和水分子充填。
MXene纳米片之间的间隙可调性使其在电子器件和能源储存等领域中具有重要的应用价值。
首先,间隙的调整可以影响MXene纳米片的导电性能。
通过控制间隙的大小,可以调节MXene纳米片的电子结构,从而改变其导电性。
这使得MXene纳米片在柔性电子器件和柔性传感器中具有潜在的应用。
其次,MXene纳米片之间的间隙可调性还对其在储能领域中的应用起到决定性的作用。
间隙的调整可以影响MXene材料的离子传输速率和电容性能。
通过调节间隙大小,可以改变MXene纳米片的比表面积和离子扩散路径。
这样一来,MXene材料在锂离子电池、超级电容器和储能装置等领域中具有更好的性能。
此外,MXene纳米片之间的间隙调整还对MXene材料的光学性能有着重要影响。
通过调节间隙大小,可以改变MXene纳米片的折射率和吸收能力。
这使得MXene材料在光电子器件和光催化等领域中具有潜在的应用。
最后,要探讨MXene纳米片之间可调的间隙的方法。
目前,已经有许多方法可以实现这一目标。
一种方法是通过化学修饰来调节MXene 纳米片之间的间隙。
例如,可以通过改变MXene纳米片表面的官能团来调整间隙的大小。
另一种方法是通过控制MXene纳米片的堆叠方式来调节间隙。
通过控制MXene纳米片的堆叠顺序和方向,可以调整MXene纳米片之间的间隙大小。
总结起来,MXene纳米片之间的间隙可调性使得它们在电子器件、储能和光学领域中具有广泛的应用潜力。
mxenes的制备及其在环境领域的应用
mxenes的制备及其在环境领域的应用MXenes是一类新型的二维材料,其特点是由过渡金属碳化物组成。
这些材料具有优异的导电性、导热性和力学性能,因此在环境领域具有潜在的应用。
以下是MXenes的制备方法和在环境领域的一些应用:MXenes的制备方法:化学剥离法:MXenes通常通过对层状MAX相(A层是过渡金属、M层是碳/氮等元素、X层是碳/氮等元素)进行化学剥离来制备。
常用的剥离剂包括氢氟酸、盐酸等,将MAX相的M层剥离得到MXene。
电化学剥离法:在电解液中,通过在MAX相的M层表面施加电压,使其在特定条件下溶解,从而制备MXene。
热剥离法:通过高温处理MAX相,使其M层脱离,也是一种常见的MXene 制备方法。
MXenes在环境领域的应用:污染物吸附:MXenes因其大表面积和丰富的活性位点,被用作吸附材料,对水中重金属、有机污染物等具有良好的吸附性能。
电催化分解污染物:MXenes的电导性使其成为电催化材料的理想选择。
它们可用于电催化分解废水中的有机物,例如,通过电催化还原氧气生成过氧化物,进而降解有机污染物。
电解处理:MXenes作为电极材料,可用于电解池中,通过电解的方式处理含有废水的电解液,以去除其中的污染物。
能量存储:MXenes因其导电性和大表面积,也在超级电容器、锂离子电池等能量存储领域显示出潜在的应用。
传感器:MXenes对外界环境变化的敏感性使其成为一种优良的传感器材料,可以用于检测环境中的各种污染物。
膜材料:MXenes可以制备成薄膜,应用于分离技术,例如用于水处理中的离子选择性膜。
这些应用显示出MXenes在环境治理和可持续发展中的巨大潜力。
然而,值得注意的是,MXenes的制备和应用仍在不断研究中,以满足更广泛的环境应用需求。
超薄MXene纳米片碱性电催化析氢反应性能
DOI: 10.19906/ki.JFCT.2023010超薄MXene 纳米片碱性电催化析氢反应性能段小卉1,刘 堰2,吴 实1,陈 熙1,杨言言1,* ,余钟亮1,*(1. 上饶师范学院 化学与环境科学学院, 江西 上饶 334001;2. 太原理工大学 化学工程与技术学院, 山西 太原 030024)摘 要:以MAX (Ti 3AlC 2)为原料,依次采用蚀刻、剥层的方法制备了MXene (Ti 3C 2T x )及超薄层MXene 纳米片(MXenenanosheets ,MXene-NS ,即Ti 3C 2T x -NS )。
通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope ,SEM )、X 射线衍射(X-Ray Diffraction ,XRD )及X 射线光电子能谱仪(X-Ray Photoelectron Spectroscopy ,XPS )表征了MXene-NS 的形貌、结构及组成。
采用电化学方法对比了MAX 、MXene 以及MXene-NS 的电催化析氢(Hydrogen Evolution Reaction, HER)性能。
结果表明,与MAX 和MXene 相比,MXene-NS 在1 mol/L KOH 溶液中具有最低的过电位(190 mV @ −10 mA/cm 2)、最小的塔菲尔斜率(168 mV/dec )、最小的电荷转移电阻以及最大的电活性面积。
此外,在多电流阶跃下,MXene-NS 也展示了良好的电位响应性。
经过长周期的稳定性测试,MXene-NS 的极化曲线并未出现明显衰减,显示了优异的析氢稳定性。
这些结果表明,MXene 的剥层可以有效提高材料的电催化性能,MXene-NS 具有替代贵金属催化剂的潜质。
关键词:MXene 纳米片;析氢反应;电催化;碱性;水分解中图分类号: O646 文献标识码: AUltrathin MXene nanosheets for electrocatalytic hydrogenevolution under alkaline conditionDUAN Xiao-hui 1,LIU Yan 2,WU Shi 1,CHEN Xi 1,YANG Yan-yan 1,*,YU Zhong-liang1,*(1. School of Chemistry and Environmental Science , Shangrao Normal University , Shangrao 334001, China ;2. Department ofChemical Engineering , Taiyuan University of Technology , Taiyuan 030024, China )Abstract: MXene (Ti 3C 2T x ) was prepared by etching MAX (Ti 3AlC 2) raw material and then ultrathin MXene nanosheets (MXene-NS, namely Ti 3C 2T x -NS) was fabricated by using exfoliating method. The morphology,structure and elemental composition of the MXene-NS were investigated by scanning electron microscopy (SEM),X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The electrocatalytic hydrogen evolution reaction (HER) properties of MAX, MXene and MXene-NS were compared by electrochemical tests. The results revealed that compared with MAX and MXene, in 1 mol/L KOH, MXene-NS exhibited the lowest overpotential(190 mV@ −10 mA/cm 2), the smallest Tafel slope (168 mV/dec), the smallest charge transfer resistance and the largest electrochemical active surface area. In addition, MXene-NS displayed a good potential response vs. current density. Furthermore, after long-term durability test, the polarization curve of MXene-NS was not notably decayed,which demonstrated the excellent stability for hydrogen evolution. All these results indicated that the exfoliation of MXene could effectively improve its electrocatalytic performance and the as-exfoliated MXene-NS was an excellent alternative for replacing the noble metal catalysts.Key words: MXene nanosheets ;hydrogen evolution reaction ;electrocatalytic ;alkaline ;water splitting氢能作为一种绿色、零碳能源,是未来能源发展的重要方向[1,2],水分解电催化制氢因其对环境污染小[3]、产氢(H 2)和氧(O 2)纯度高[4,5]等特点而被普遍地认为是一种颇具吸引力的制氢技术。
《MXene基纳米材料的制备及光催化降解水中有机污染物的性能研究》范文
《MXene基纳米材料的制备及光催化降解水中有机污染物的性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,水体污染问题日益严重,尤其是有机污染物的排放对环境和人类健康构成了严重威胁。
因此,开发高效、环保的水处理技术成为当前研究的热点。
MXene基纳米材料作为一种新型的二维材料,因其独特的物理化学性质,在光催化领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在研究MXene基纳米材料的制备方法,并探讨其在光催化降解水中有机污染物方面的性能。
二、MXene基纳米材料的制备2.1 制备方法MXene基纳米材料的制备主要采用化学气相沉积法、液相剥离法、溶胶凝胶法等方法。
本文采用溶胶凝胶法,通过控制反应条件,合成出具有高比表面积和优异光学性能的MXene基纳米材料。
2.2 制备过程制备过程主要包括原料准备、溶胶制备、凝胶化、煅烧等步骤。
具体操作如下:首先,将MXene前驱体与溶剂混合,制备成均匀的溶胶;然后,通过控制温度、时间等条件,使溶胶凝胶化;最后,将凝胶在高温下煅烧,得到MXene基纳米材料。
三、光催化降解水中有机污染物性能研究3.1 实验材料与设备实验所需材料包括MXene基纳米材料、目标有机污染物(如染料、农药等)、光源等。
设备包括光催化反应器、紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜等。
3.2 实验方法与步骤(1)将MXene基纳米材料与目标有机污染物混合,加入光催化反应器中;(2)以一定功率的灯光作为光源,照射反应器中的混合物;(3)在反应过程中,定期取样,利用紫外可见分光光度计测定有机污染物的浓度变化;(4)通过扫描电子显微镜观察MXene基纳米材料在反应前后的形貌变化;(5)分析实验数据,评估MXene基纳米材料的光催化性能。
3.3 结果与讨论通过实验,我们发现MXene基纳米材料在光催化降解水中有机污染物方面表现出优异的性能。
在光照条件下,MXene基纳米材料能够有效地吸附和降解有机污染物,降低水中的有机物含量。
二维Mxenes材料吸附脱除放射性核素研究进展
二维Mxenes材料吸附脱除放射性核素研究进展摘要:以Ti3C2为代表的过渡金属碳/氮化物(MXenes),是一种新颖的二维材料。
MXenes具有大的比表面积、丰富的吸附位点和可调变的层间距,成为放射性核素的良好载体。
本文综述了近年来MXenes材料的性质、制备技术及其对放射性核素吸附去除的研究进展, 对相关的技术特点、吸附行为与相互作用机理进行了系统梳理,最后对其发展趋势与挑战进行了展望。
关键词:二维; MXene; 放射性核素; 吸附; 环境修复基金项目:东北林业大学大学生创新创业训练计划项目(S202210225047,202210225416)作者简介:徐铭炜(2002-),女,本科,研究方向为无机功能材料,*****************;逯梓畅(2003-),女,本科,研究方向为无机功能材料,通讯联系人,*****************。
核能是一种高效清洁的能源,目前已在全世界得到广泛应用。
然而,核能在提供电力的同时,也会产生大量放射性核素,主要包括235U、152Eu、90Sr、137Cs、140Ba和99Tc等。
它们因高水溶性、放射性强、半衰期长,会严重污染环境和威胁人类健康化[1]。
因此,有效去除水中的放射性核素迫在眉睫。
水中放射性核素的去除方法主要有溶剂萃取法、吸附法、化学沉淀蒸发法、膜技术等[2, 3]。
其中吸附法是最为高效经济的方法,但开发高吸附率和低成本的吸附剂仍是一项挑战。
已报道的放射性核素吸附材料主要有碳材料、MOFs、壳聚糖、分子筛、普鲁士蓝等[4],其他新材料仍在不断涌现。
MXene Ti3C2是一种二维过渡金属碳化物,已被广泛应用在吸附脱除放射性核素领域。
1. MXenes材料的性质和制备技术MXene Ti3C2是通过剥离或蚀刻产生的一种二维材料,具有化学稳定性,离子插层能力和表面强负电荷[5]。
MXene Ti3C2层结构具有大比表面积和丰富的官能团,对放射性核素具有很大吸附容量。
mxene手册
mxene手册一、简介MXene是一种二维材料,具有优异的导电性和机械性能。
它由过渡金属碳化物/氮化物组成,具有多种应用潜力。
本手册将介绍MXene的制备方法、表征技术以及其在能源、电子、催化等领域的应用。
二、制备方法1. 盐酸法制备MXenea. 将过渡金属碳化物/氮化物粉末加入浓盐酸中,并进行超声处理。
b. 将混合物离心,并将上清液收集。
c. 用盐酸洗涤上清液,去除杂质。
d. 重复洗涤步骤,直到获得纯净的MXene。
2. 氢氟酸法制备MXenea. 将过渡金属碳化物/氮化物粉末加入浓氢氟酸中。
b. 在低温下搅拌反应,同时加入氧化剂。
c. 将混合物洗涤至酸度适当,去除杂质。
d. 干燥MXene样品,得到纯净的MXene。
三、表征技术1. X射线衍射(XRD)XRD可以确定MXene的晶体结构和取向信息。
通过与数据库比对,可以确认MXene的相结构和杂质含量。
2. 扫描电子显微镜(SEM)SEM可以观察MXene的形貌和表面形态,同时估计其层间距和片层的堆叠情况。
3. 透射电子显微镜(TEM)TEM可以进一步观察MXene的层状结构,确定层状片层之间的距离,并分析其晶体结构。
4. 红外光谱(IR)IR可以确定MXene的化学组成和功能基团,同时研究其表面的官能团。
四、应用领域1. 能源领域a. 锂离子电池:MXene作为电极材料,具有高容量和优异的循环稳定性。
b. 超级电容器:MXene作为电极材料,具有高电容量和快速充放电特性。
2. 电子领域a. 印刷电子:MXene作为导电墨水,可用于制备柔性电子器件。
b. 传感器:MXene作为电极材料,可用于制备灵敏的生物传感器。
3. 催化领域a. 催化剂:MXene具有丰富的表面官能团,可用于催化反应中的电催化和气相催化。
五、结论MXene是一种前景广阔的二维材料,具有很强的应用潜力。
通过适当的制备方法以及合适的表征技术,可以得到高纯度的MXene样品。
mxene手册
MXene使用手册一、简介MXene是一种新型二维过渡金属碳化物或氮化物材料,具有优异的电学性能、化学反应活性、良好的导电性和亲水性等特点。
本手册将介绍MXene的基本性质、制备方法、应用领域以及使用注意事项。
二、MXene的基本性质MXene的化学式为Mn+1XnTx,其中M代表前过渡金属元素,X代表C 或/和N元素,Tx代表表面端基(—O、—OH、—F等)。
MXene具有二维层状结构,层间通过弱的范德华力相互作用,容易进行插层和剥离。
MXene的电导率、化学反应活性、光学性能等可调,可应用于能源、催化、传感器等领域。
三、MXene的制备方法MXene的制备方法主要包括刻蚀法和气相沉积法。
刻蚀法是将MAX相材料刻蚀去除A元素后得到MXene,而气相沉积法则是在气相中合成MXene的原子或分子,并沉积到基底上形成薄膜。
四、MXene的应用领域1.能源领域:MXene可作为电极材料应用于超级电容器、锂离子电池和太阳能电池等领域。
2.催化领域:MXene具有高比表面积和活性位点,可作为催化剂应用于有机合成和电化学反应中。
3.传感器领域:MXene具有优异的电学性能和化学反应活性,可作为传感器应用于气体、生物分子等的检测。
4.其他领域:MXene还可应用于电磁屏蔽、吸波材料、光学器件等领域。
五、使用注意事项1.MXene粉末具有吸湿性,应存放在干燥的环境中,以免影响性能。
2.MXene薄膜的制备和处理过程中应注意避免表面污染和机械损伤。
3.在使用MXene作为电极材料时,应选择合适的粘结剂和修饰剂,以保证电极的电化学性能和稳定性。
4.在进行电化学测试时,应确保测试系统的密封性和稳定性,以获得准确的测试结果。
5.对于涉及有机溶剂、酸碱等有毒有害物质的实验操作,应佩戴相应的防护用具,遵守实验室安全规定。
六、MXene的存储与运输1.MXene应存储在干燥、避光、防潮的环境中,远离高温和火源。
2.在运输过程中,应避免剧烈震动和摩擦,以防损坏MXene材料。
mxene 表面基团调控
mxene 表面基团调控
MXene是一种新型二维层状碳/氮化物,具有独特的物理和化学特性,因此在多个领域具有广泛的应用前景。
MXene的表面基团对其性能具有重要影响,调控表面基团可以优化MXene的电化学性能、离子传输能力以及枝晶生长等方面。
近年来,研究人员发现了一种通过调控表面基团改善MXene性能的方法。
在研究中,中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室的研究人员发现了一种新型MXene材料,其表面基团具有全Cl基团,这种结构通过在高温熔盐环境下阳离子与A元素的氧化还原电位/置换反应吉布斯自由能映射图谱实现调控。
此外,哈尔滨工业大学王振波教授课题组与华侨大学阙兰芳课题组合成了一种具有表面N基团的Ti3C2 MXene(Ti3C2-Nfunct)。
通过在Ti3C2层间预嵌入CTAB分子,并在随后热驱动下实现层内基团的调控,研究人员成功制备了具有优异低温储钠性能的Ti3C2-Nfunct。
在-25°C、电流密度为0.5 A g-1的情况下,充电18分钟即可获得80%的容量,并且经过5000次循环后,容量保持率仍有80.9%。
这一研究成果为实现低温快充且稳定循环的钠离子电池提供了新思路。
总之,通过调控MXene表面基团,可以有效改善其电化学性能、离子传输能力和枝晶生长等方面,为MXene在储能、催化、复合材料、传感器等领域的应用奠定了基础。
未来,随着表面基团调控技术的不断发展,MXene的性能将得到进一步优化,应用范围也将不断扩大。
mxene表面-oh静电吸附气体
mxene表面-oh静电吸附气体
MXene材料表面上的-OH基团可以通过静电吸附作用吸附气体分子。
由于MXene材料具有较高的比表面积和表面能,这些表面官能团可以与气体分子之间产生较强的相互作用,从而实现气体的有效吸附和分离。
具体来说,MXene表面的-OH基团可以与气体分子之间的电子云重叠,产生静电相互作用。
这种相互作用可以改变气体分子在MXene表面的吸附能和吸附行为,从而实现气体的选择性吸附和分离。
例如,MXene表面的-OH基团可以吸附氢气、氮气、氧气等气体分子,这些气体分子与MXene表面的-OH基团之间通过静电相互作用形成稳定的吸附态。
这种吸附作用可以改变气体的扩散系数和传质系数,从而影响气体在MXene表面的传质和扩散行为。
需要注意的是,MXene材料表面上的官能团类型和数量会影响其对气体的吸附性能。
因此,在实际应用中,需要根据具体的气体分离和吸附需求选择合适的MXene材料和表面处理方法,以达到最佳的气体吸附和分离效果。
纳米氧化钇分散液ph
纳米氧化钇分散液ph纳米氧化钇分散液pH纳米氧化钇分散液(pH)是一种将纳米氧化钇颗粒分散在液体中的溶液。
pH值是用来衡量溶液酸碱性强弱的指标,对于纳米氧化钇分散液的稳定性和应用性具有重要影响。
本文将重点介绍纳米氧化钇分散液pH的相关内容。
我们来了解一下纳米氧化钇分散液的基本概念。
纳米氧化钇是一种由氧化钇粒子组成的纳米材料,具有较小的颗粒尺寸和高比表面积。
纳米氧化钇分散液是将纳米氧化钇粒子均匀分散在溶剂中形成的溶液。
通过控制分散液的pH值,可以调节纳米氧化钇粒子的分散状态和稳定性。
纳米氧化钇分散液的pH值对其分散性能和稳定性起着重要作用。
在分散液中,氧化钇颗粒表面带有电荷,根据电荷间的相互作用,颗粒会发生吸附、排斥和聚集等现象。
当分散液的pH值适当时,氧化钇颗粒表面的电荷状态会得到调控,从而使颗粒之间的相互作用达到平衡,分散液呈现出较好的分散性和稳定性。
具体而言,当纳米氧化钇分散液的pH值较低时,溶液呈酸性。
在酸性条件下,氧化钇颗粒表面的氧化物离子(OH-)含量增加,颗粒表面带有负电荷,颗粒之间发生排斥作用,有利于颗粒的分散和稳定。
然而,当pH值过低时,酸性溶液会对纳米氧化钇颗粒造成腐蚀,降低溶液的稳定性。
相反,当纳米氧化钇分散液的pH值较高时,溶液呈碱性。
在碱性条件下,氧化钇颗粒表面的氧化物离子(OH-)含量减少,颗粒表面带有正电荷,颗粒之间发生吸附作用,有利于颗粒的聚集和沉淀。
因此,在制备纳米氧化钇分散液时,要避免溶液呈碱性,以免影响分散液的稳定性。
为了获得较好的纳米氧化钇分散液pH值,可以采用不同方法进行调节。
一种常用的方法是通过添加酸碱调节剂来改变溶液的pH值。
例如,可以添加少量的盐酸(HCl)或氢氧化钠(NaOH)来调节纳米氧化钇分散液的pH值。
另一种方法是利用缓冲溶液来稳定纳米氧化钇分散液的pH值。
缓冲溶液可以在一定范围内维持溶液的酸碱度,避免pH值的剧烈变化,从而提高纳米氧化钇分散液的稳定性。
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mxene铀吸附最佳ph
MXene是一种新型的二维材料,由层状的过渡金属碳化物或氮化物构成。
近年来,研究人员发现MXene材料具有优异的吸附性能,尤其在铀吸附方面表现出色。
本文将重点探讨MXene铀吸附的最佳pH 条件。
铀是一种具有放射性的重金属元素,存在于自然界中。
由于其放射性的特性,铀对人体和环境具有潜在的危害。
因此,铀的去除和回收成为了环境保护和核能工业中的重要问题。
近年来,吸附材料被广泛应用于铀的去除和回收过程中,而MXene作为一种新兴的吸附材料,引起了研究人员的广泛关注。
pH值是影响吸附过程的重要因素之一。
pH值的变化可以影响吸附剂和吸附物之间的化学反应,从而影响吸附效果。
研究人员通过实验发现,MXene对铀的吸附性能在不同pH值下表现出不同的特性。
当pH值较低时,MXene对铀的吸附性能较差。
这是因为在酸性条件下,MXene表面带正电荷,而铀离子带负电荷,二者之间存在排斥作用,导致吸附效果不佳。
当pH值处于中性范围时,MXene对铀的吸附性能最佳。
在中性条件下,MXene表面带有较少的电荷,这有利于铀离子与MXene表面形成较强的吸附作用。
研究人员通过实验发现,当pH值为7左右时,MXene对铀的吸附能力最强,吸附量最大。
当pH值较高时,MXene对铀的吸附性能再次下降。
在碱性条件下,MXene表面带负电荷,而铀离子带正电荷,同样会导致二者之间的排斥作用,从而降低吸附效果。
总结来说,MXene对铀的吸附性能在中性条件下表现出最佳效果。
这是因为在中性pH值范围内,MXene表面电荷的变化最小,有利于与铀离子形成较强的吸附作用。
因此,在实际应用中,控制吸附系统的pH值在中性范围内,可以最大限度地提高MXene对铀的吸附效果。
除了pH值,还有其他因素也会影响MXene对铀的吸附性能,例如MXene的结构、孔径大小、温度等。
因此,在实际应用中,需要综合考虑这些因素,以确定最佳的吸附条件。
MXene作为一种新型的吸附材料,在铀吸附方面具有潜在的应用价值。
研究人员通过实验证明,在中性pH值范围内,MXene对铀的吸附性能最佳。
这一发现为进一步研究MXene的吸附性能提供了重要的参考依据,也为铀的去除和回收提供了一种新的解决方案。