水稻秸秆改性及吸油性能研究

为了更加合理高效地利用废弃农作物秸秆,同时制得价格低廉性能优越的天然吸油材料,本文对水稻秸秆进行了相关改性.利用丙酮和正己烷对水稻秸秆预处理,预处理后的水稻秸秆在一定温度下利用无水乙酸改性.未改性水稻秸秆对不同油品的吸油量、保油率分别为原油6.68 g/g和8%,植物油11.1 g/g和17%.通过对比不同改性时间和改性温度,在本实验设定的温度时间范围内,120℃,4 h改性效果相对较好.改性后水稻秸秆对不同油品的吸油量、保油率分别为原油16.5 g/g和21.4%,植物油19.2 g/g和34%.利用傅里叶变换红外光谱仪和电子显微镜对吸油材料表征,结果表明,水稻秸秆中纤维素、木质素和非纤维素上的羟基发生反应,导致结构发生转变,结晶度下降,孔隙明显增大增多,比表面积增大.     

木棉纤维粉末的制备及其油液吸附性能

采用机械切断的方式制备木棉纤维粉末材料,分别表征其表面形貌、长度分布、比表面积及其表面润湿性,并研究木棉纤维粉末在不同体积密度条件下对不同油液的吸附性能。结果表明:木棉纤维粉末由于机械切断作用的影响,部分中腔受到不同程度的挤压,但总体仍保持木棉原纤维的形态结构;粉末材料的长度介于几十微米和2mm之间;木棉纤维粉末比表面积为1.35m~2/g,大于木棉原纤维;木棉纤维粉末对水的接触角可达136°,单根木棉纤维对矿物油和PAO4的接触角均小于90°,具有明显的疏水亲油的特性;纤维粉末材料在自然状态下的吸油量约是木棉原纤维的50%,木棉纤维粉末的吸油量及吸附因子随体积密度的增大而逐渐较小。研究结果可以为木棉纤维粉末和油液混合物作为固液润滑剂在轴承润滑领域的应用提供参考。     

木棉纤维成分及其微细结构分析

采用美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)标准测试法和美国纸浆与造纸工业技术协会(Technical Association of the Pulp and Paper Industry,TAPPI)标准测试法,分别测试了海南产木棉纤维的主体成分含量,发现以TAPPI法测试时因脱除木质素不彻底而导致测得的半纤维素含量偏高。采用NREL法测试了印尼木棉纤维的主体成分含量,与海南产木棉纤维主体成分含量相比:印尼木棉的纤维素、半纤维素含量略高,而木质素含量明显较低。木棉纤维在90℃下于质量分数为8%的氢氧化钠溶液中处理3h后,其中绝大多数半纤维素(84.2%)、小部分木质素(29.5%)被去除。当木质素或半纤维素与木质素一起被去除后,木棉纤维表面原纤网络结构显现出来。     

牛角瓜、木棉和棉纤维的成分、结构和性能分析

牛角瓜、木棉和棉纤维均属于天然纤维素纤维.研究了牛角瓜纤维的物理性能参数、形态结构、微结构以及主要化学成分质量分数,并与木棉和棉纤维进行比较.结果表明,牛角瓜纤维断裂强度为4.45cN/dtex,断裂伸长率为3.40%,回潮率为11.90%;采用扫描电子显微镜(SEM)对牛角瓜纤维的形态结构进行测试,发现横截面的中空度为80%～90%,纵向表面光滑,无天然扭曲;采用X-射线衍射仪(XRD)测得纤维的结晶度为42.54%,晶区取向指数为85.40%;采用热分析仪测得初始降解温度为301.1℃;采用傅里叶变换红外-拉曼光谱仪(FTIR-Raman)测得纤维有木质素和纤维素的红外特征峰;利用化学方法测得纤维中木质素质量分数为8%～9%,纤维素约为64%,半纤维素约为20%,蜡质为2%～3%,果胶约为3%,灰分为1.2%～1.8%.     

柚子内皮热解改性及其吸油性能研究

以柚子内皮为原料,采用热解制备吸油材料,研究了材料的化学结构和微观形貌,考察了不同温度下热解柚子内皮对机油、橄榄油和菜籽油的吸油性能﹒研究表明,随着温度不断升高,柚子内皮中的半纤维素、纤维素和木质素相继热解,微孔得到增大,但在500℃下热解微孔将坍塌;对于3种油品,400℃下处理3 h时内皮颗粒的吸油倍率最高,若再延长改性时间和升高温度均会降低吸油倍率;在循环使用10次后,未热解处理和400℃下处理5 h的内皮颗粒对机油、橄榄油和菜籽油的吸油倍率分别降低了43.04%、42.11%、33.05%以及41.36%、34.92%、28.54%,热解改性提高了内皮颗粒的循环使用能力﹒     

改性多壁碳纳米管芒硝基纳米流体相变材料制备及其流变特性

为探究多壁碳纳米管芒硝基纳米流体相变材料的温度、多壁碳纳米管体积分数对芒硝基纳米流体相变材料黏度的影响,文中对多壁碳纳米管进行改性并对芒硝基纳米流体相变材料在不同温度及不同体积分数下的流变特性进行研究。结果表明:30℃和50℃条件下,多壁碳纳米管体积分数从0. 05%增加到0. 25%时,芒硝基纳米流体相变材料黏度增幅分别为73. 85%和69. 10%,即温度越低,黏度对体积分数变化的敏感性越高。当多壁碳纳米管体积分数为0. 05%和0. 25%,温度从30℃升至50℃时,芒硝基纳米流体相变材料的黏度降幅分别为39. 12%和40. 78%,即体积分数越低,黏度对温度变化的敏感性越低。改性前后的多壁碳纳米管芒硝基纳米流体相变材料均为牛顿流体,且改性多壁碳纳米管芒硝基纳米流体相变材料放置15 d,没有发生相分层现象。     

热氧改性对活性炭物性影响的量化分析

通过硝酸进行预处理,在不同氧气体积分数、温度、时间时对活性炭进行热氧改性,采用比表面积和孔径分析仪、SEM-EDX法对活性炭物性进行测试。采用BBD回应曲面法进行多元回归分析,建立改性条件与活性炭比表面积、微孔孔容、表面含氧量等参数关系的数学模型,探讨不同改性条件对活性炭物性的影响规律,对改性参数进行优化分析。研究结果表明:改性时间是活性炭比表面积和微孔孔容的最大影响因素,氧气体积分数是表面含氧量的最大影响因素。在制备良好的功能活性炭材料时,可以通过以下2种方式来实现:一是在氧气体积分数极低的环境中,适当提高改性温度与增加改性时间;二是增加改性气氛中的氧气体积分数,降低改性温度,同时缩短改性时间。     

玉米秸秆还原浸出高铁低品位锰矿研究

采用"玉米秸秆硫酸预处理—浸出"工艺处理含Mn 9.63%(质量分数)的朝阳锰矿.通过试验考察用硫酸对玉米秸秆进行预处理的时间、秸秆用量、温度、硫酸浓度和浸出温度对锰浸出率的影响.试验表明,在秸秆用量2.5 g、时间10 min、硫酸浓度1.2 mol/L、温度80℃时预处理秸秆,浸出温度为90℃的条件下,锰的浸出率达92%,杂质铁溶出率仅为20%.玉米秸秆处理前后FTIR分析结果表明,对秸秆进行硫酸预处理能够破坏难降解的木质素结构,有利于提高锰的浸出效果.     

二氧化钛的表面改性处理及表征

采用钛酸酯偶联剂对二氧化钛进行表面改性.考察了改性温度、改性剂用量、改性时间对粉体改性效果的影响.通过对比改性前后二氧化钛粉体的活化指数、吸油值以及黏度等性能,确定了最佳改性条件:改性温度为45℃,改性剂用量为4%,改性时间为1.0 h.该条件下,活化指数、吸油值、黏度分别达到96.54%、22.07%、21.50 mPa·s,活化指数提高了96.54%,吸油值降低了68.1%,黏度下降了32.3%.由红外光谱分析可知,钛酸酯偶联剂与二氧化钛之间发生了化学键合,属于化学吸附.     

十二醇改性沉淀白炭黑工艺研究

选用十二醇作为改性剂对沉淀白炭黑进行表面处理.讨论了改性剂用量、改性时间和改性温度等因素对改性效果的影响,用极差分析及方差分析得出优化工艺条件为:改性剂用量30 mL十二醇/10 g二氧化硅,改性时间70 min,改性温度70℃,在此条件下改性后产品的沉降体积为3.55 mL/g,活化度为92.85%,吸油值为2.53...     

桐酸酸酐水解物对重质碳酸钙表面改性的研究

利用自行合成的桐酸酸酐水解物对重质碳酸钙进行表面改性,并对改性后的粉体进行表征.结果表明:桐酸酸酐水解物用量为碳酸钙1.5%(质量分数),对碳酸钙具有最佳改性效果,活化度可达83.40%,吸油值降为28.29 mL/100 g,黏度降低46.36%,水的接触角为99°.改性碳酸钙填充到PVC材料中,可使复合材料的缺口冲击强度由8.455 kJ/m2增加到10.216 kJ/m2,断裂伸长率由16.12%增加到24.52%.改性碳酸钙对PVC材料起到增韧的作用.     

生态型木纤维吸油材料的制备与研究

以杉木为原料,经蒸煮、纤维帚化疏解、热解处理制备出生态型木纤维吸油材料.研究了吸油材料的吸油性能及其与热处理温度、抽出物的关系等问题.结果表明,经过350℃热处理试样的吸油量最大、吸水量最小,吸油量与吸水量比值高达77.5,是原料用蒸煮纤维的10倍以上.蒸煮纤维在200~500℃热处理时,试样的热水抽出物与1%NaOH抽出物含量随热解温度升高而减少,苯醇抽出物含量则在200~250℃时减少,300℃时增大,400℃后急剧减少.研究表明,纤维表面的亲油性物质对吸油能力有重要影响.     

热黏合工艺对医用非织造敷料产品性能的影响

以聚乳酸纤维、木棉和超吸水纤维的混和针刺层作为里层,麻赛尔纤维和聚丙烯纤维的混和针刺层作为表层,采用热黏合技术进行复合,制备医用复合敷料.考察了热黏合工艺中的黏合温度、输送速度和黏合压力等工艺参数对产品性能的影响.实验结果表明,当黏合温度为130℃、输送速度为3.8 m/min、黏合压力为0.03 MPa时产品性能最优.     

不同工艺对木棉/ES非织造材料保暖性能的影响

采用正交试验法对木棉/ES非织造材料的成型工艺参数进行研究,探讨了纤维质量配比、成型温度和成型时间对非织造材料保暖性能的影响程度和显著性.结果表明：木棉/ES非织造材料的成型时间对其保暖性能影响最大,其次是纤维质量配比,成型温度影响最小;获得木棉/ES非织造材料最优保暖性的工艺条件为成型时间10 min,m（木棉）∶m（ES）=30∶70,成型温度120℃.     

精梳落棉非织造吸油材料的制备及性能

以精梳落棉纤维为吸油主体,三维卷曲涤纶为骨架构造,ES纤维作为黏结成分,分别通过梳理成网和气流成网方式制备不同结构的纤维网,并进行热风黏合加固,表面喷洒硅油,制备精梳落棉非织造吸油材料.通过正交试验的方法探索原料混比、硅油用量对吸油材料吸油性能的影响.结果显示,成网方式和纤维配比对材料吸油性能有显著影响,在气流成网方式下,当棉/涤纶混比为80/20、ES纤维含量为10%、硅油含量为15%时,材料的吸油倍率、保油率和吸水率达到最优值.     

化学处理丝瓜络纤维性能分析

采用碱、双氧水对丝瓜络纤维进行处理,并测试了丝瓜络纤维的脱胶率、白度、化学成分、SEM、回潮率及力学性能,通过正交试验考察了NaOH的质量分数、煮练时间、H_2O_2的质量浓度对丝瓜络纤维性能的影响,实验结果表明:最佳处理条件为NaOH的质量分数10%、煮练时间4 h、H_2O_2的质量浓度2 g/L,此条件下脱胶率为55.4%、纤维素含量为79.10%,白度为54.2%;化学处理后各胶质成分去除较彻底,尤其是半纤维素含量下降很大,最高去除了91.3%,木质素去除效果差;煮练时间长脱胶率高,但是煮练时间过长,会对纤维素产生破坏.SEM图显示由于胶质去除纤维暴露,化学处理对纤维素有破坏作用,纤维表面变得粗糙.丝瓜络的回潮率随脱胶率的升高而增加,化学处理后回潮率由原来的4.92%增加到12.80%,丝瓜络纤维断裂强度和伸长率随脱胶率的升高而降低.     

紫外辐照NaClO2溶液对NO转化率的影响

采用峰值波长为365 nm的UV光辐照预处理NaClO_2溶液,并基于模拟烟气系统和喷淋反应器开展脱硝实验,实验研究了UV辐照预处理时间、溶液浓度、溶液初始pH值等不同影响因素对NaClO_2溶液脱硝效果的影响。结果表明:UV辐照预处理可以明显强化NaClO_2溶液对NO转化率。与无UV辐照预处理相比,浓度为2 mmol/L、初始pH值为3的NaClO_2溶液经10 min UV辐照预处理,可使NO转化率从26.14%提高至83.86%,并对可能的反应机理进行了讨论分析。     

甲酸法绿色分离缅甸黄花梨中木质素和纤维素的研究

采用甲酸法处理缅甸黄花梨生物质,分离木质素和纤维素,探究了甲酸浓度、反应温度和时间对木质素分离效果的影响,结果表明最佳工艺参数为：甲酸质量分数88%,反应温度110 ℃,反应时间2 h。在此条件下的纤维素得率为89.56%,木质素含量（质量分数）为90%。傅里叶转换红外光谱（FT-IR）和高效液相色谱（HPLC）的分析表明,经过甲酸处理得到的纤维素和木质素都发生了不同程度的甲酰化修饰改性。X射线衍射（XRD）结果显示,经甲酸法处理后,纤维素的结晶度增大。以上结果可为生物质组分分离及其功能性材料制备提供技术支撑。     

磷酸化木质素的合成及对铅离子的去除性能

针对碱木质素对水溶液中金属离子去除能力有限、难以直接作为重金属离子吸附剂的现状,对其进行磷酸化改性.采用红外光谱、颗粒电荷分析、扫描电镜、原子吸收光谱等方法研究改性木质素对Pb~(2+)的吸附性能及相关机理.结果表明:改性后的木质素表面粗糙多孔,比表面积由2.12 m~2/g增加至11.17 m~2/g,能快速吸附Pb~(2+)且性能明显优于原碱木质素,其主要是通过磷酸根、酚羟基、羧基等带负电荷官能团与Pb~(2+)的静电作用,以及分子中的H~+与Pb~(2+)的离子交换作用进行吸附;磷酸化木质素对Pb~(2+)的去除性能主要受投加量、Pb~(2+)初始质量浓度、pH值和温度的影响;随着木质素投加量和溶液pH值的增大,磷酸化木质素对Pb~(2+)的去除率升高,在30℃下对Pb~(2+)的去除率达92.36%.     

纤维体积分数对炭/炭复合材料力学性能的影响

以40%,30%和25%3种不同纤维体积分数的针刺整体毡为坯体,经3次化学气相浸渗后制备C/C复合材料;测定其未经热处理与经不同温度热处理后的石墨化度,抗弯、抗剪、垂直与平行抗压强度;在偏光下观察其微观结构;采用扫描电子显微镜对其断口形貌进行观察;研究纤维体积分数与C/C复合材料的力学性能的关系及不同热处理条件下C/C复合材料的断裂机理.研究结果表明:在不同热处理状态下,当纤维体积分数为30%时炭/炭复合材料的抗弯、抗压和抗剪强度均最高;经热处理后的试样,其力学性能降低,断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂;热处理温度越高,其力学性能降低的程度越大.