多孔纳米材料及其应用电子书

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内容提要

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前言

第1章绪论

1.1 概述

1.2 纳米多孔材料研究现状

1.2.1 纳米磁性介孔材料研究背景

1.2.1.1 纳米磁性介孔材料的制备

1.2.1.2 纳米磁性介孔材料在重金属离子检测及分离去除方面的应用

1.2.2 金属有机骨架材料（MOF）研究背景介绍

1.2.2.1 MOF的制备

1.2.2.2 MOF在重金属离子及炭疽杆菌检测方面的应用

1.3 本书的主要内容

1.3.1 磁性介孔二氧化硅吸附去除水中铜离子

1.3.2 可回收的磁性核壳结构亚硝酸盐荧光传感纳米材料研究

1.3.3 利用罗丹明分子功能化核壳结构纳米材料实现亚硝酸盐光学传感

1.3.4 罗丹明衍生物修饰的MOF对炭疽生物指示剂的比色荧光传感响应

1.3.5 介孔二氧化硅／聚吡咯纳米材料修饰微生物燃料电池阳极

1.3.6 磁性核壳Fe3O4@MCM-41/多壁碳纳米管复合材料修饰微生物燃料电池阳极性能研究

1.3.7 Fe3O4@SiO2/多壁碳纳米管／聚吡咯修饰阳极的微生物燃料电池-人工湿地系统研究

参考文献

第2章磁性介孔二氧化硅吸附去除水中铜离子

2.1 概述

2.2 实验部分

2.2.1 试剂与仪器

2.2.2 溶液配制

2.2.3 四氧化三铁纳米颗粒的制备

2.2.4 磁性介孔二氧化硅（Fe3O4@SiO2）的合成

2.2.5 磁性介孔二氧化硅（Fe3O4@SiO2）的表征

2.2.6 磁性介孔二氧化硅吸附水中铜离子的实验

2.2.6.1 铜离子标准曲线绘制

2.2.6.2 磁性介孔二氧化硅吸附水中铜离子

2.3 结果与讨论

2.3.1 磁性介孔二氧化硅的合成步骤及条件

2.3.1.1 pH调节方法

2.3.1.2 磁性SiO2核合成的必要性

2.3.2 产物磁性

2.3.3 样品形貌分析

2.3.4 X射线衍射（XRD）分析

2.3.5 红外光谱（FT-IR）分析

2.3.6 介孔结构分析

2.3.7 铜离子标准曲线绘制

2.3.8 pH值对铜离子吸附效果的影响

2.3.9 初始浓度对铜离子吸附效果的影响

2.3.10 温度对铜离子吸附效果的影响

2.3.11 吸附时间对铜离子吸附效果的影响

2.3.12 最佳实验条件下铜离子吸附效果

2.4 结论

参考文献

第3章可回收的磁性核壳结构亚硝酸盐荧光传感纳米材料研究

3.1 概述

3.2 实验部分

3.2.1 试剂与仪器

3.2.2 化学传感器RB-NH2和RSB-NH2的合成

3.2.3 支撑基质Fe3O4&GPTS的构建

3.2.4 Fe3O4&MCM-41&RB和Fe3O4&MCM-41&RSB的合成

3.3 结果与讨论

3.3.1 设计思路与形貌分析

3.3.2 XRD图、介孔结构和磁性特征

3.3.3 红外光谱和TGA

3.3.4 Fe3O4&MCM-41&RB和Fe3O4&MCM-41&RSB的传感特性

3.3.4.1 传感条件优化

3.3.4.2 对亚硝酸根离子的传感性能

3.3.4.3 传感机制

3.3.4.4 可回收性

3.4 结论

参考文献

第4章利用罗丹明分子功能化核壳结构纳米材料实现亚硝酸盐光学传感

4.1 概述

4.2 实验部分

4.2.1 试剂和仪器

4.2.2 RS-OH和RB-OH的合成

4.2.3 RB-Si和RS-Si的合成

4.2.4 支持矩阵MCM-41@Fe3O4的合成

4.2.5 RB-MCM-41@Fe3O4和RS-MCM-41@Fe3O4的合成

4.2.6 构建策略解释

4.3 结果与讨论

4.3.1 结构和形态分析

4.3.2 XRD、介孔结构和磁响应

4.3.3 红外光谱（IR）和热重曲线

4.3.4 传感条件优化

4.3.5 RB-MCM-41@Fe3O4和RS-MCM-41@Fe3O4的传感性能

4.3.5.1 发射光谱

4.3.5.2 其他离子的干扰效应

4.3.5.3 pH的干扰效应

4.3.6 传感机制

4.3.7 可回收性

4.4 结论

参考文献

第5章罗丹明衍生物修饰的MOF对炭疽生物指示剂的比色荧光传感响应

5.1 概述

5.2 实验部分

5.2.1 试剂与仪器

5.2.2 传感探针前体RSPh的合成

5.2.3 发光稀土MOF EuBTC的制备

5.2.4 染料-MOF复合结构的合成

5.3 结果与讨论

5.3.1 RSPh@EuBTC的表征

5.3.1.1 微观形貌及XRD分析

5.3.1.2 IR、TGA及元素分析

5.3.1.3 光物理性能：吸收、发射、激发

5.3.2 内滤效应对发射强度的修正

5.3.3 RSPh@EuBTC对DPA的比色和比色荧光检测行为

5.3.3.1 比色传感

5.3.3.2 动态荧光传感

5.3.3.3 响应时间和信号稳定性

5.3.3.4 选择性

5.3.3.5 传感机理

5.3.4 RSPh@EuBTC对DPA的实际传感性能

5.4 结论

参考文献

第6章介孔二氧化硅／聚吡咯纳米材料修饰微生物燃料电池阳极

6.1 概述

6.2 实验部分

6.2.1 试剂与仪器

6.2.2 介孔二氧化硅的合成

6.2.3 MS-PPy复合纳米材料的制备

6.2.4 MS-PPy复合纳米材料修饰石墨毡电极的制作

6.2.4.1 石墨毡预处理

6.2.4.2 MS-PPy复合纳米材料修饰石墨毡电极

6.2.5 微生物接种培养基

6.2.6 质子交换膜的预处理

6.2.7 微生物燃料电池构建

6.3 结果与讨论

6.3.1 纳米材料的表征

6.3.1.1 形貌分析

6.3.1.2 红外光谱分析

6.3.2 MS-PPy复合纳米材料修饰石墨毡电极的MFC电化学性能测试

6.3.3 微生物燃料电池性能测试

6.3.3.1 阳极极化曲线

6.3.3.2 功率密度曲线的测定

6.3.3.3 污水处理效果

6.4 结论

参考文献

第7章磁性核壳Fe3O4@MCM-41/多壁碳纳米管复合材料修饰微生物燃料电池阳极性能研究

7.1 概述

7.2 实验部分

7.2.1 试剂与仪器

7.2.2 石墨毡阳极的构建

7.2.2.1 氨基化的磁性核壳Fe3O4@MCM-41纳米颗粒合成

7.2.2.2 MFC石墨毡阳极的预处理与修饰

7.2.3 MFC阴极的制备

7.2.4 质子交换膜的预处理

7.2.5 微生物燃料电池的构建

7.2.6 微生物燃料电池表征和性能测试

7.2.6.1 电化学表征

7.2.6.2 时间电压图

7.2.6.3 功率密度曲线的测定

7.3 结果与讨论

7.3.1 SEM和TEM分析

7.3.2 红外光谱（FT-IR）

7.3.3 介孔结构分析

7.3.4 石墨毡阳极的性能表征

7.3.4.1 电化学循环伏安曲线

7.3.4.2 交流阻抗图

7.3.5 MFC性能测试

7.3.5.1 阳极放电曲线

7.3.5.2 电极极化曲线

7.3.5.3 功率密度曲线

7.3.5.4 污水处理效果

7.4 结论

参考文献

第8章Fe3O4@SiO2/多壁碳纳米管／聚吡咯修饰阳极的微生物燃料电池-人工湿地系统研究

8.1 概述

8.2 实验部分

8.2.1 试剂与仪器

8.2.2 实验材料及溶液配制

8.2.3 Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒合成

8.2.4 MFC石墨毡阳极的构建

8.2.4.1 石墨毡阳极的纳米材料修饰

8.2.4.2 石墨毡阳极的聚吡咯修饰

8.2.5 实验装置

8.2.6 外接电阻及数据采集和记录系统

8.2.7 MFC-CW系统的启动及运行

8.2.8 材料和电极测试表征方法

8.2.9 废水分析测试方法

8.2.10 系统电流密度

8.2.11 系统极化曲线及功率密度曲线

8.3 结果与讨论

8.3.1 吡咯聚合条件

8.3.2 红外光谱（FT-IR）

8.3.3 XPS图谱

8.3.4 石墨毡阳极的性能表征

8.3.4.1 电化学循环伏安曲线

8.3.4.2 交流阻抗图

8.3.5 MFC性能测试

8.3.5.1 电极极化曲线

8.3.5.2 MFC功率密度曲线

8.3.6 MFC-CW系统性能测试

8.3.6.1 极化曲线及功率密度曲线

8.3.6.2 COD去除率

8.3.6.3 对的去除

8.3.6.4 对悬浮物的去除率

8.4 结论

参考文献