炭黑的表面氧化与接枝

为把炉法炭黑作为色素炭黑使用，需要对其进行水性高分子接枝，以提高炭黑在水中的分散稳定性．研完了液相氧化剂氧化两种炭黑前后表面挥发分和pH值的关系及表面官能团组成的变化，并对比了氧化前后炭黑的自由基接枝效果．实验发现，低结构、高比表面的炭黑易被液相氧化剂氧化，且氧化剂的浓度和氧化强度直接影响炭黑的氧化效果．氧化炭黑的挥发分与其pH值之间存在一阶指数衰减函数关系．氧化后炭黑表面的羧基和醌基含量增加造成了炭黑和水亲合力及炭黑接收自由基能力增加，从而提高了炭黑接枝水溶性高分子的接枝率．     

炭黑表面氧化改性及其水分散性研究

在水介质中利用过硫酸铵对炭黑表面进行氧化改性,考察了炭黑种类、氧化剂含量、反应时间和温度等参数对改性效果的影响。采用XPS和pH计测定分析了炭黑表面基团含量变化,通过膜过滤、激光粒度分析、透射电子显微镜(TEM)观察及炭黑水分散液离心分离等方法考察了改性炭黑的水分散性及分散稳定性。结果表明,过硫酸铵质量分数为0.018%,反应温度为30℃,反应时间为20 h时,炭黑粒度由315.6 nm降至146.8 nm,其水分散液的分散性及稳定性最好,静置一年后无表观沉降。     

X光电子能谱法研究色素炭黑的表面化学性质

色素炭黑是炭黑工业中的高性能、高附加值品种，深入认识色素炭黑的表面物理化学性质对于开发利用新品种色素炭黑很重要．通过X光电子能谱法测试表征了用不同方法生产的多种典型色素炭黑的表面元素组成与化学性质，阐明了导致接触法炭黑和炉法炭黑表面性质上差异的主要原因，以及炉法炭黑在臭氧化处理过程中表面化学结构发生的主要变化．研究结果指出，接触法炭黑与氧化炉法炭黑的表面在碳一氧键合结构形式及含量上有很大的差异；炉法炭黑的pH值高于接触法炭黑的主要原因是炉法炭黑表面碳一氧双键结构含量较低；炉法炭黑表面臭氧化过程中主要生成的是表面碳一氧单键结构，进一步氧化为双键的程度很低．此外，实验分析了接触法炭黑表面氮元素的组成，结果表明主要是以氨基和硝基的形式存在．     

不同pH值的酸处理DNA溶液的拉曼光谱分析

通过拉曼光谱研究了经不同pH值的酸处理后的DNA溶液．小牛胸腺DNA被配制成pH6．0、pH5．0、pH4．0、pH3．0、pH2．0、pH1．0的酸性溶液，经24h充分水合后测试其拉曼光谱．实验结果表明，DNA分子内部产生了明显的质子化，其拉曼特征频率和强度均发生了变化，而且不同的pH值致使它们的变化程度也不同．对DNA分子结构的影响包括磷酸骨架基团，脱氧核糖及碱基．随着酸性的增强，DNA的构型也发生变化：在pH6．0、pH5．0时DNA溶液为标准B构型，而在pH4．0、pH3．0、pH2，0的DNA溶液出现B和C构型共存，到pH1．0时出现了Z构型．从pH3．0碱基开始质子化，逐渐地GC碱基对之间形成了Hoogsteen型氢键，AT碱基对之间的氢键发生断裂，双螺旋结构遭到破坏，而脱氧核糖也受到不同程度的损伤．     

碳纤维表面氧化的研究

采用浓硝酸作为氧化剂氧化碳纤维,研究碳纤维表面含氧基因（包括羧基,羟基和酸性基团）与氧化时间和氧化温度的关系,并用扫描电镜和傅立叶红外光谱对碳纤维的表面含氧基团进行表征,结果发现,随着氧化时间的延长和氧化温度的升高,碳纤维表面的含氧基团均增加,当用热空气氧化时,碳纤维表面的酸性基团随温度的升高有所增加,但温度超过３５０℃时,碳纤维表面的羧基反应减少。     

pH值对酸性液电镀Zn-Ni合金质量的影响

研究了在酸性液电镀Zn-Ni合金中，pH值对酸性液电镀Zn-Ni合金中合金的镍含量和对镀层表面形貌的影响。研究表明镀层中镍含量总体上随pH值的增大而增加。欲获得全光亮含镍量为12%～14%wt左右的镀层，pH值应选在5.2～5.8之间，最佳为5.6。     

自然水体沉积物对Pb~(2+)和Cu~(2+)吸附研究

采用巢湖自然水体沉积物对Cu⁽²⁺⁾和Pb(2+)和Pb⁽²⁺⁾吸附研究,初步研究了投加量、温度、时间、pH值等方面对其吸附结果的影响,在吸附实验中,拟二级动力模型优于拟一级动力学模型,Pb(2+)吸附研究,初步研究了投加量、温度、时间、pH值等方面对其吸附结果的影响,在吸附实验中,拟二级动力模型优于拟一级动力学模型,Pb⁽²⁺⁾和Cu(2+)和Cu⁽²⁺⁾在缓流水体沉积物上的吸附行为更适合用Langmuir吸附等温模型来描述。红外光谱（FTIR）显示缓流水体沉积物中存在羟基、氨基、烷基、含氧基团等,这些基团对Pb(2+)在缓流水体沉积物上的吸附行为更适合用Langmuir吸附等温模型来描述。红外光谱（FTIR）显示缓流水体沉积物中存在羟基、氨基、烷基、含氧基团等,这些基团对Pb⁽²⁺⁾和Cu(2+)和Cu⁽²⁺⁾的去除起了关键性的作用;XRD显示缓流水体沉积物表面的物质为SiO_2、CaCO_3。     

Fe3+/Cu2+/Ag+改性高比表面活性炭对乙腈中二苯并噻吩的吸附

应用浸渍法,采用Fe3+、Cu2+和Ag+对高比表面活性炭(AC)进行改性,制备出3种改性的AC(Fe3+/AC、Cu2+/AC和Ag+/AC).采用静态吸附法测定改性AC吸附乙腈溶液中二苯并噻吩(DBT)的吸附等温线,应用程序升温脱附法(TPD)测定DBT在未改性AC及3种改性AC上的脱附峰面积,并采用Boehm滴定法测定这4种吸附剂的表面总酸性基团含量.结果表明:与未改性的AC相比,Fe3+/AC、Cu2+/AC和Ag+/AC表面的总酸性基团含量增加,其对乙腈溶液中DBT的吸附容量也增大;各吸附剂表面的总酸性基团含量顺序为Fe3+/AC>Cu2+/AC>Ag+/AC>未改性AC,它们对乙腈溶液中DBT的吸附能力在298K下分别提高了30%、20%、14%.以上结果表明AC类吸附剂的吸附容量与其表面的酸性基团含量成正比;应用浸渍法可提高吸附剂表面的酸性基团含量,从而增加吸附剂表面吸附乙腈溶液中DBT的吸附活性位,提高对DBT的吸附能力.     

炭黑的表面化学改性及其在水介质中的分散性研究

为了提高炭黑在水性介质中的分散性，利用对苯酚磺酸（p—PS）及低聚对苯酚磺酸（SPV）羟基邻位的活泼氢与羟甲基的反应，将炭黑羟甲基化后，研究了炭黑粒子表面导入亲水性基团的表面化学改性方法。研究了反应时间、反应溶剂对接枝率的影响，并在水浴90℃，催化剂存在下，水／甲醇为溶剂，反应3h，得到了接枝率为13％的改性炭黑。通过阿R、TEM等手段对P—PS和SPF改性炭黑进行了表征；未经改性的炭黑5min即会完全沉降；P—PS改性炭黑，在自然沉降15d后，分散液透光率从1．5％增加到11．4％；接枝率为13％的SPF改性炭黑，分散液透光率从43．4％变为65．8％。结果表明：改性炭黑在水中的分散稳定性大大提高。     

复合氧化改性活性炭的物性及其对甲苯的吸附性能

利用4种化学试剂(HNO3溶液、NH3溶液、H2O2溶液与Fe(NO3)3溶液)对商业活性炭进行化学氧化改性。在含5%氧气和95%氮气的混合气体中,对改性活性炭进行热复合氧化改性。采用热重分析仪、孔隙分析仪、傅里叶红外分析(FTIR)与Boehm滴定对活性炭结构与表面基团进行测试,并利用改性活性炭对甲苯进行等温吸附实验。研究结果表明:强氧化剂预处理活性炭有助于热复合氧化改性中活性炭微孔孔容的增大;活性炭表面含氧基团由化学氧化改性和热复合氧化改性共同作用产生,热改性温度较低时,其主要由化学氧化改性生成,温度较高时,酸性基团主要来源于氧气与活性炭表面的氧化反应;酸性基团的存在能够促进活性炭吸附甲苯;控制合理的热复合氧化改性条件,既可以增加活性炭表面酸性基团,又可扩充微孔孔容,从而综合提升活性炭对甲苯的吸附能力。     

基于RSM的炭黑硅烷偶联剂复合改性沥青路用性能研究

炭黑对于沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性有很好的改性效果,但对于其水稳定性改性效果不明显,而硅烷偶联剂可以用于提升路面的抗水损能力,所以本文提出将炭黑和硅烷偶联剂同时加入沥青混合料中,研究复合改性沥青的路用性能。采用响应曲面法设计试验、进行试验然后分析结果,得到合成炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳改性条件,并通过车辙试验、真空饱水马歇尔试验及小梁低温弯曲试验来研究炭黑/硅烷偶联剂复合沥青混合料的路用性能。借助响应曲面法,得出了制备炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳炭黑、硅烷偶联剂的用量及剪切时间;通过车辙试验、马歇尔实验及低温小梁弯曲试验得出炭黑/硅烷偶联剂复合改性剂可有效地提升沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性;其中硅烷偶联剂主要提高了其水稳定性和高温稳定性,而炭黑主要是提高了沥青混合料的低温抗裂性能和高温稳定性。     

炭黑／橡胶涂层复合材料导电性能的研究

本研究了橡胶／炭黑复合材料体系的导电性能。实验指出，其电阻率随温度的变化呈不同强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应，讨论了不同炭黑粒子填充率，橡胶基体的性质，炭黑的结构及表面性质，加工工艺和硫化条件等对室温电阻率及ＰＴＣ效应的影响。     

To Improve the Dispersibility of Carbon Black in Water with Plasma and Organic Amines Treatments

Carbon black has been widely used in many industrial areas,but it is poor dispersibility in water. In order to improve its dispersibility in water,carbon black was treated by oxygen plasma. Plasma treatment,as one of the environmental friendly methods,has been used to introduce polar groups,mainly oxygen-containing groups,to the surface of carbon black. The results show the dispersibility of treated carbon black in water is greatly improved,which is expressed with the centrifugal and gravity settlement rates. Analysis of the treated carbon black with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) indicates that oxygen plasma treatment can cause significant increase of polar groups including C-OH,COOH,C=O,and O-C-O on the surface of carbon black thus greatly improves the dispersing stability of carbon black in water. Besides,the dispersibility of plasma treated carbon black can be further improved by the addition of organic amines,especially polyetheramines. The improvement of the dispersing stability of carbon black has also been confirmed by zeta potential measurements.     

正交实验研究磷肥厂副产物氟硅酸制取白炭黑最佳工艺

为了得到用磷肥厂副产品氟硅酸和碳酸氢铵为原料制备白炭黑最佳工艺，用正交试验法研究了反应温度、配料比、搅拌速度、加料方式等对产品白炭黑比表面积和吸油值的影响情况。实验结果表明，原料配比和加料方式是影响产品的主要因素，最佳的工艺条件为反应温度80℃，原料配比6．2：1，搅拌速度200rpm，加料方式采用以氟硅酸为底液，NH4HCO3 30分钟滴加完。在此条件下制得的白炭黑，比表面积大于235m^2／g，吸油值达到国标GB10517—89技术指标要求。平行实验结果表明，该最佳工艺条件具有良好的重现性。     

活性炭电极材料的有效电阻和放电电压随时间变化规律研究

论述了测试活性炭超级电容器材料充放电性能的方法步骤和测试结果,在此基础上,用微分方程非线性响应理论,研究材料放电电压随时间的变化规律,并得到材料的有效电阻和电容的数值以及放电电压随放电时间变化的解析式.结果表明:电容器不是线性元件,而是非线性元件;活性炭超级电容器材料放电电压随时间的变化并不遵从简单的负指数规律,而是非线性变化;用微分方程非线性响应理论得到的结果与实验测试结果符合较好.     

柚皮基活性炭的微波制备及其对U(VI)的吸附

为探究U(VI)溶液初始浓度、溶液pH、活性炭投加量、吸附时间对U(VI)去除效果的影响,以农业废弃物柚子皮为原料、氯化锌为活化剂、微波为热源,制备了柚皮基活性炭,将制得的最优活性炭进行U(VI)吸附实验,并分析了其吸附动力学方程,探讨了其吸附U(VI)的机理。实验结果表明:在活化浓度为30%、活化剂浸渍时间为24 h、微波功率为700 W、辐照时间为90 s的条件下,柚皮基活性炭对碘的吸附值最高,达到769.9 mg/g;在U(VI)溶液初始质量浓度为5 mg/L、溶液pH为7、活性炭投加量为0.6 g/L、吸附时间为24 h时可以达到吸附平衡,U(VI)的饱和吸附容量为8.25 mg/g,吸附率为99.01%;其吸附U(VI)的行为符合准二级动力学模型,吸附U(VI)前后自身结构发生较大变化,柚皮基活性炭对U(VI)的吸附是一种以化学吸附为主、活性炭表面的羰基、CC、羟基和羧酸等官能团与U(VI)水解后的离子作用并存的吸附方式。     

活性炭吸附法处理染料废水

研究了活性炭对染料废水色度和COD的去除率，考察了温度、pH值和活性炭量对废水脱色率的影响．结果表明．活性炭量是脱色率的主要影响因素．室温下．初始浓度为250mg／L时，处理酸性品红、碱性品红、活性黑B-133染料废水的活性炭最佳用量分别为0．8％、1．0％、2．0％．脱色率均在97％以上．COD去除率分别为63．28％、95．66％、84．62％．