固态发酵技术制备溢油吸附剂

石油开采、储存和运输过程中的溢油和泄漏等问题,已严重威胁到环境生态和人类健康.基于固态发酵技术,利用黑曲霉改性玉米秸秆制备出可生物降解的溢油吸附剂,可为开发生物改性溢油吸附材料提供新思路.利用多种表征技术对改性前后秸秆的组分、结构进行了分析,同时检测了秸秆的吸油性能,研究结果表明,35℃下黑曲霉作用玉米秸秆9d,改性材料对原油的吸附量可达14.28g/g,高于原玉米秸秆的吸油量(4.89g/g).秸秆吸油能力和其投加量呈负相关性,10min即达到吸附平衡.因此,利用固态发酵技术改性的玉米秸秆是一种高效和环境友好型的溢油清除材料.     

光热功能型海绵吸油材料的制备及性能研究

为解决黏性油品的吸附问题,研究一种高性能吸油材料具有重要意义.采用浸涂法将聚氨酯(PU)海绵与金纳米粒子(AuNPs)结合,制备得到具有光热特性的AuNPs/PU海绵.使用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪(CA)对海绵吸油材料进行表征,并对其吸油性能进行了研究.结果表明:具有光热特性的AuNP s成功的附着在P U海绵表面.AuNP s/P U海绵与原油的接触角为24.31°,对原油的吸附能力可达自身质量的46倍,并具有良好的保油性和重复利用率.此外,该海绵还能通过AuNP s吸附光能转化为热能,进一步提高吸油能力,可实现对黏性油品的吸附.综上所述,AuNP s/P U海绵是一种综合性能优良的吸油材料.     

可用于溢油处理的室温凝胶剂的制备及性能研究

近几年来,超分子有机胶凝剂因具有易合成、多刺激响应等优良特性,在油水分离、新型自修复材料等领域获得广泛关注.通过将凝胶剂2,4-(3,4-二氯苯亚甲基)-D-葡萄糖酰十八胺的侧链替换为带有顺式C=C的油胺,制备了新型的凝胶剂B18.该凝胶剂对芳烃、烷烃及油品具有出色的室温相选择凝胶性能,此外,所形成的凝胶均具有自修复性和透明性.通过流变学破坏恢复实验研究了B18凝胶的自修复性能.利用B18的粉末室温凝胶性能,模拟了对芳烃及原油的回收实验,结果表明B18对芳烃及原油均具有快速凝胶能力,凝胶后的油品可通过打捞实现油水分离.此外,通过红外光谱证明了分子间自组装驱动力;通过X射线衍射实验及理论计算证明在侧链引入顺式C=C,降低了侧链间的局部结晶,增强了B18在烃类溶剂中的室温凝胶性能.     

硅烷改性三聚氰胺海绵的制备及其油水分离性能研究

利用甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷水解后形成的水解液涂覆于三聚氰胺海绵上，成功制备了疏水亲油海绵。通过扫描电镜、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、接触角和吸油能力测试等方法，对硅烷改性三聚氰胺海绵进行了表征。结果表明，硅烷改性使得本身亲水的三聚氰胺海绵表面转变为疏水状态，水的接触角可达149±0.5°，对八种油品或有机试剂的吸油能力可达到自重的47-60倍，使用达200次后吸附容量仅降低了17.7%，分离效率在96%以上。除此外，改性的海绵还具有较好的耐酸碱、耐盐和耐有机溶剂的特性，在溢油回收方面展现了良好的应用前景。     

超疏水吲哚基超分子聚集体制备及其在油水分离中的应用

可循环再生的多孔吸附剂是含油废水处理中最具发展前景的吸油材料。以制备的3,3'-((4-氨基苯基)亚甲基)双(1H-吲哚)(DINA)为原料,与色胺和甲醛反应并通过冷冻干燥成功制备了一种超疏水吲哚基超分子聚集体多孔材料(TDINA),利用红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)表征了多孔材料的结构和形貌,研究了材料的疏水性能、吸附性能和循环利用性能。结果表明:TDINA材料具有有效的油水分离功能和较高的油吸附容量,水接触角为151.8°,油吸附量可达55.03 g/g,油水混合物的分离效率高达99.9%; TDINA材料具有出色的可回收性和再生性。     

碳纳米管改性密胺海绵的制备及其吸油性能

为了解决由于石油泄漏以及有害化学试剂的排放带来的环境问题,吸油材料应运而生.以密胺海绵作为基体,通过溶液浸渍法,将碳纳米管包覆在海绵骨架上,以提高海绵在油水混合系统中的选择性.利用扫描电镜、热重分析仪、接触角测试仪对改性海绵进行表征.研究不同处理条件对氧化碳纳米管分散性能的影响,以及改性后密胺海绵在不同油品中的吸油能力.结果表明,氧化碳纳米管处理的最佳工艺条件为:在氨水/乙醇体积比为5∶1的条件下超声5 h.改性海绵的水接触角为134°,对柴油、泵油的吸收能力均超过80 g/g,循环利用9次之后,吸油能力下降不超过5%.     

硬脂酸改性密胺树脂泡沫的制备及性能

通过简单的一步浸渍法将硬脂酸(SA)涂覆到具有3D多孔结构的密胺树脂(MF)泡沫表面,制备出可用于油水分离的疏水性泡沫。采用红外吸收光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)对SA改性泡沫的结构进行了表征,测试了SA改性泡沫的接触角,并且研究了其对不同油品的吸附性能以及循环使用性能。结果表明:SA成功涂覆到MF泡沫表面上,与水的接触角由0°增加到147°,对不同油品的吸油倍率达到22~30(m/m),并且通过挤压的方式循环使用,说明制备的SA改性泡沫具有良好的疏水性、优异的油吸附能力和循环使用性能。     

疏水型SiO2气凝胶的常压制备及吸附性能研究

以多聚硅E-40为硅源,采用溶胶-凝胶法,通过表面修饰等工艺,在常压条件下制备了高气孔率的疏水性SiO2气凝胶.用扫描电镜、红外光谱1、3C,29Si核磁共振谱以及孔径分布仪,表征测试其结构和吸附特性.研究结果显示,SiO2气凝胶具有纳米多孔结构,且有较好的疏水特性,吸附性能较活性炭纤维和活性炭颗粒更为优越,再吸附容量基本不变,是一种极好的高吸附材料,具有广阔的应用前景.     

改性黏土除氟剂的吸附作用及其动力学研究

针对常见黏土类除氟剂硬度低、易破碎等问题,研制出一种添加黏结剂A的改性黏土除氟剂,并对除氟剂的制备条件进行研究;考察除氟剂投加量、pH、温度及初始F-质量浓度等因素对吸附效果的影响,并进行吸附动力学的研究.研究结果表明:将10%的黏结剂A溶液以40%的比例添加到原黏土除氟剂中,在150℃下热处理1.5 h所制得除氟剂的硬度及吸附效果最佳.在处理试验用水时,改性黏土除氟剂的吸附容量随投加量的减少而增加,当投加量为200 mL溶液中投加1 g时,改性黏土除氟剂对氟的吸附基本达到饱和;随着初始溶液F-质量浓度及温度的升高,改性黏土除氟剂吸附容量增大;除氟剂对F-的吸附容量在弱酸性条件下较大;在试验质量浓度范围内其吸附过程符合Langmuir等温吸附模型;F-在改性黏土除氟剂上的吸附符合准二级反应动力学模型.     

污水处理用气凝胶的研究进展

污水中常见的污染物有重金属离子、油类和染料等,气凝胶以其密度低、孔隙率高、比表面积大等特点,拥有作为新型高效吸附材料的潜力.在污水处理方面具有应用前景的气凝胶材料主要有SiO2气凝胶、石墨烯气凝胶、碳纳米管气凝胶、氮化硼气凝胶、纤维素气凝胶和壳聚糖气凝胶等.本文主要介绍了各种气凝胶制备、改性以及复合工艺对气凝胶吸附性能...     

新型木质纤维素气凝胶的制备、表征及疏水吸油性能

为制备一种新型的木质纤维素气凝胶,采用化学预处理、溶解再生与冷冻干燥相结合的方法,对废弃的麦秸杆进行提纯、溶解、置换和干燥,并采用绿色、无毒、低廉的氢氧化钠/聚乙二醇溶液作为纤维素溶剂。采用扫描电镜(SEM)、BET比表面积分析、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TGA),对制备的新型木质纤维素气凝胶的微观形貌、比表面积与孔径分布、晶型结构、化学结构及热稳定性进行表征。结果表明,制备的新型木质纤维素气凝胶具有连续、层叠的三维网状结构,比表面积为99.17 m2/g,总孔容为0.45 cm3/g;纤维素气凝胶的晶型由纤维素I型转变为纤维素II型,结晶度为72.3%,相对于原料提高了23.4%,热稳定性也略微升高;并利用三甲基氯硅烷(TMCS)进行疏水改性,制备出了具有疏水性能的纤维素气凝胶。提供了一种新的制备木质纤维素气凝胶的有效溶剂,且具有高吸附性能、高承重能力、高结晶度的纤维素气凝胶是一种具有较大应用潜力的新型功能材料。     

石墨烯基气凝胶吸附材料在空气净化领域的研究进展

综述石墨烯气凝胶的制备方法及石墨烯基气凝胶作为吸附材料在空气净化领域中的应用现状，总结目前石墨烯气凝胶材料存在的问题，并对石墨烯气凝胶在空气净化吸附方面的未来发展方向提出展望。结果表明：石墨烯气凝胶是一种具有大比表面积、高孔隙率、多吸附位点的良好空气净化材料，经改性后的石墨烯气凝胶对气体污染物具有可观的化学吸附能力，结合自身物理吸附性能，成为了近年来备受关注的空气净化材料之一。     

壳聚糖改性膨润土的制备及其对活性嫩黄的吸附性能研究

通过对壳聚糖(CTS)改性膨润土的制备(改性土)及对活性嫩黄印染废水吸附性能研究,探讨了壳聚糖量、醋酸体积分数等因素,制得改性土以及改性土用量、染料质量浓度、介质的pH等对吸附性能的影响.结果表明:随着壳聚糖量的增加,吸附量逐渐增大,达到最大值后逐渐减小;醋酸体积分数为1%时制备的壳聚糖改性土吸附效果最好.随着改性土用量的增大,吸附量逐渐减小;吸附量随活性嫩黄染料质量浓度的增加而增加.壳聚糖量为0.089g、醋酸体积分数1%、改性土用量0.600g,吸附效果最好.吸附试验符合Arrhenius方程模型,并通过XRD分析结果证实了改性土的制备.     

生活污泥炭改性及其吸附性能研究

生活污泥产生量极大，将其热解制备污泥炭作为吸附材料是资源化的重要途径.通过改性提高污泥炭的吸附性能，拓展应用领域，具有重要的现实意义.利用天津市某污水处理厂脱水污泥制备污泥炭，并通过草酸改性从物理、化学两方面同时提升其吸附性能，并分析机理.改性后的污泥炭对甲基橙污染物的吸附量为18.84 mg·g -1 ，较改性前提升了33%，效果显著，而且具有用量小、吸附速率高等优点，应用前景广阔.在此基础上，通过分析测试、动力学分析研究、等温吸附过程研究验证了改性前后吸附机制由物理吸附为主，单层与多层吸附并存转变为多种吸附机制并存，以配位作用和静电作用为主，并存物理吸附，为进一步深入理论和应用研究提供了依据.     

新型木质纤维素气凝胶的制备、表征及疏水吸油性能

 为制备一种新型的木质纤维素气凝胶,采用化学预处理、溶解再生与冷冻干燥相结合的方法,对废弃的麦秸杆进行提纯、溶解、置换和干燥,并采用绿色、无毒、低廉的氢氧化钠/聚乙二醇溶液作为纤维素溶剂。采用扫描电镜（SEM）、BET 比表面积分析、X 射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和热重分析仪（TGA）,对制备的新型木质纤维素气凝胶的微观形貌、比表面积与孔径分布、晶型结构、化学结构及热稳定性进行表征。结果表明,制备的新型木质纤维素气凝胶具有连续、层叠的三维网状结构,比表面积为99.17 m²/g,总孔容为0.45 cm³/g;纤维素气凝胶的晶型由纤维素I 型转变为纤维素Ⅱ 型,结晶度为72.3%,相对于原料提高了23.4%,热稳定性也略微升高;并利用三甲基氯硅烷（TMCS）进行疏水改性,制备出了具有疏水性能的纤维素气凝胶。提供了一种新的制备木质纤维素气凝胶的有效溶剂,且具有高吸附性能、高承重能力、高结晶度的纤维素气凝胶是一种具有较大应用潜力的新型功能材料。     

氨基改性Fe3O4@SiO2核壳结构的DNA吸附特性

采用溶胶-凝胶法,以平均粒径20 nm的Fe3O4纳米颗粒为种子,在碱性环境下催化正硅酸乙酯(TEOS)水解制备Fe3O4@SiO2核壳结构纳米复合粒子;并采用前接枝方式在40℃水浴温度下,APTES为硅烷偶联剂,制备氨基功能化Fe3O4@SiO2纳米复合材料;通过透射电镜和红外光谱仪对材料的形貌和结构进行表征,并通过凝胶电泳,生物分光光度计等实验手段研究材料氨基改性前后对质粒DNA的吸附性能.研究结果表明:氨基改性后的纳米复合材料比没有改性的材料对质粒DNA具有更加良好的吸附性能,改性后的材料在吸附量和吸附速率上均有大幅度提高,且随着材料的用量加大,其最终的吸附效果也更好,并且由于材料良好的磁性能,使得被吸附的DNA能够更有效更方便地被回收.     

正己烷对溶胶-凝胶过程及常压干燥工艺制备SiO_2气凝胶的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,三甲基氯硅烷(TMCS)为表面修饰剂,采用酸碱两步催化溶胶-凝胶法和常压干燥法,通过在凝胶中填充适量正己烷(N-hexane)控制溶胶-凝胶过程,使凝胶孔洞趋于均匀,提高凝胶溶剂置换和表面改性效率,制备高性能Si O2气凝胶,制备工艺周期为30 h。采用BET,SEM和FT-IR等对样品进行表征。研究结果表明:正己烷填充量为0.2(TEOS与N-hexane物质的量比为1:0.2),制备周期最短,制备出的样品具有最大比表面积(972.5 m2/g)、最大孔容(2.9 cm3/g)和最小密度(0.08 g/cm3),疏水性最佳。     

负载铝离子的新型骨炭吸附剂除氟特性

中国地下高氟水分布广泛,氟中毒是中国一种主要水致的地方病。为提高骨炭吸附剂的除氟效果,采用金属盐浸渍方法对骨炭进行改性处理,制备成负载铝离子的新型骨炭吸附剂,试验研究了载铝骨炭对水中氟离子的吸附和去除特性,包括改性后骨炭的吸附动力学和吸附等温线等。结果表明:当出水中氟离子浓度为1.0 mg/L时,载铝骨炭吸附容量为0.35 mg/g,比原料骨炭的吸附容量高75%;吸附平衡时间为3.0 h,比原料骨炭快50%。对载铝骨炭的铝离子负载量和浸出量进行检测,原料骨炭上铝离子负载量为10.06mg/g,浸出液中未检测到铝离子。通过改性,载铝骨炭具有较高的吸附容量和较快的吸附速率,抗离子干扰能力强,是一种非常适合在高氟地下水地区使用的饮用水除氟吸附剂。     

辅助模板剂对EISA法制备硅基介孔材料的影响

采用EISA法,以PEG为主模板剂,根据辅助模板剂添加情况的不同,分别制备出S-N-A-T,S-NH3,S-TMAOH3种不同的硅基介孔材料.用X线衍射、氮气吸附脱附以及红外光谱等手段对3种材料进行了表征,在此基础上,通过吸附实验对比材料的吸附性能.表征结果显示,添加辅助模板剂后扩孔作用显著,大大改善产物的介孔结构,因此EISA法中添加辅助模板剂非常必要.其中以TMAOH为辅助模板剂合成的样品S-TMAOH介孔短程有序,各参数最佳.吸附研究表明,S-TMAOH对铅离子的吸附性能明显高于S-N-A-T和S-NH3,其吸附量受溶液pH值影响,在pH值为6.0时吸附容量最大.以TMAOH为辅助模板剂,制备的S-TMAOH材料对铅离子具有良好的吸附性和再生性.     

Zn(NO_3)_2改性多孔碳的制备及其吸附液蜡油中芳烃的研究

为探讨Zn(NO_3)_2改性多孔碳的制备以及其对液蜡油中芳烃的吸附性能,以三聚氰胺为氮源,柠檬酸钙为碳源,硝酸锌为造孔剂,制备了多孔碳材料.利用氮气吸附/脱附、XRD、FT-IR、SEM、拉曼光谱等对产物的形貌和结构进行了表征,并探讨了多孔碳对液蜡油中芳烃的吸附行为.结果表明:硝酸锌改性的多孔碳材料具有更高的比表面积(827.5 m~2·g~(-1)),并较液蜡油中的芳烃具有更好的吸附性能(吸附量qe高达32.45 mg·g~(-1)),远高于商业活性碳、硅胶和10X分子筛.