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环境学院刘庆岭教授团队在国际知名期刊《Langmuir》发表封面文章

日期:2020-10-08 作者:环境学院 浏览:


近日,环境学院刘庆岭教授团队在国际知名期刊《Langmuir》发表关于可挥发性有机气体高效处置的研究论文,被该期刊选为封面文章。挥发性有机化合物(VOCs)作为臭氧和光化学烟雾的重要前体物质,其对生态环境可造成较大的危害,同时VOCs具有人体毒性,即使低剂量VOCs也会损伤人体健康。吸附法具有操作简单、成本低廉且高效的特点,从而成为去除VOCs应用最为广泛的技术之一。吸附法的核心在于高比表面积、高热稳定性和高吸附性能的吸附剂的开发。

刘庆岭教授团队以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为混合模板,制备了具有丰富硅羟基的介孔硅MCM-48高效吸附材料并评价了其对丙酮和甲苯的动态吸附性能。该研究利用PVP在碱性条件下发生开环反应带负电与阳离子表面活性剂CTAB形成混合胶束的原理,同时利用PVP的羰基与硅羟基基团之间容易形成氢键的特征,通过精准调控,最终实现MCM-48表面硅羟基数量的提升。与利用单模板剂(CTAB)合成的MCM-48相比,利用混合模板剂制备的MCM-48对丙酮的吸附容量提高了23.86%。该研究提供了一种利用混合模板剂来定向设计介孔硅表面基团的方法。此外,本研究系统地分析了MCM-48对丙酮的吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学等,并且考察了丙酮入口浓度、吸附温度对MCM-48吸附性能的影响,为吸附剂的精确设计和实际应用提供理论基础和实验依据。

该成果于2020年10月6日以“Synthesis of Silanol-Rich MCM-48 with Mixed Surfactants and Their Application in Acetone Adsorption: Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Studies”为题发表在美国化学会的《Langmuir》期刊,并被选为封面文章,《Langmuir》是美国化学会旗下的知名期刊,该刊侧重于胶体与界面科学的基础研究,是表面化学领域的头牌期刊。该项研究工作得到了科技部重点研发计划、天津市生态环保重大科技专项以及国家自然科学基金等项目的支持。论文第一作者为环境科学与工程学院在读硕士郭淼,通讯作者为刘庆岭教授。


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