地铁隧道回收的零价铁光催化活化二硫酸盐降解有机污染物
于昕鑫, 刘永幸, 衣晓虹, 常淼, 王飞, 王鹏, 王崇臣
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240438
隧道颗粒物是地铁运行产生的主要污染物之一。粉末X射线衍射与X射线光电子能谱分析结果表明,从地铁隧道颗粒物回收磁性材料的主要成分为零价铁(ZVI)。以罗丹明B (RhB)为模型污染物,在低功率LED紫外光、可见光及真实太阳光照射下,ZVI具有优异的催化活化过二硫酸盐(PDS)降解RhB的性能,均可在2.0 min内实现RhB (10.0 mg·L-1)的完全降解。通过活性物质捕获实验证实SO4·-、·OH、·O2-和h+均参与了RhB的降解。此外,还探究了PDS投加量、催化剂投加量、污染物浓度、pH、共存离子和共存有机质对RhB降解的影响。结果表明,该磁性颗粒物可在较宽的pH范围(2.0~10.0)、共存离子(Cl-、SO42-、HCO3-、H2PO4-和NO3-)、共存有机质(腐殖酸)和真实水体环境下实现RhB的高效去除。此外,运用磁回收技术实现了ZVI的回收及循环利用。
关键词: 地铁隧道, 零价铁, 磁性, 高级氧化, 罗丹明B
纳米石榴固体电解质粉体在聚合物电解质中的均匀分散
吕寒梅, 陈昕, 孙麒富, 赵宁, 郭向欣
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202305016
固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质,具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料,对电池性能有重要影响。其中,聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质的热稳定性和高离子电导率的优点,在固态电池规模化制造中具有良好的应用前景。然而,由于纳米固体电解质粉体的表面能高、与有机物的界面兼容性差,导致纳米锂镧锆氧颗粒在聚合物基体中容易发生团聚,进而导致复合电解质的离子电导率降低。本工作引入硅烷偶联剂3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO)的表面进行改性,旨在改善LLZTO颗粒在溶剂和聚合物基体中的分散性。LLZTO纳米颗粒表面的羟基与GPTMS分子反应形成共价键,在颗粒表面形成一层厚度约5 nm的GPTMS修饰层。GPTMS中具有亲脂性的环氧基团,使改性后的LLZTO纳米颗粒(LLZTO@GPTMS)在有机溶剂中均匀分散。粒度分布实验表明,LLZTO纳米颗粒的分散性与溶剂的极性呈正相关。采用均匀分散的LLZTO悬浮液,制备的PEO: LLZTO复合电解质的室温离子电导率可以达到2.31 × 10−4 S∙cm−1。使用优化后的PEO: LLZTO@GPTMS电解质组装的锂对称电池以及以LiFePO4 (LFP)为正极、金属锂为负极的SSLBs均表现出更长的循环寿命。此外,GPTMS的修饰有助于LLZTO纳米颗粒在聚乙烯(Polyethylene,PE)隔膜上的均匀涂覆。采用LLZTO@GPTMS涂覆PE隔膜的LFP|Li电池比采用未修饰LLZTO涂覆PE隔膜的电池展现出更优异的循环稳定性。结果表明,GPTMS能够有效提高LLZTO纳米颗粒在有机溶剂和聚合物基质中的分散性,对其他有机-无机复合材料体系具有指导意义。
关键词: 固态锂电池, 石榴石型电解质, 复合固体电解质, 硅烷偶联剂, 纳米粉体分散

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