木质素基生物炭制备及对亚甲基蓝的吸附性能

研究温度对生物炭得率、吸附性能的影响.采用无氧慢速热解的方法,以酶解木质素为原料,制备不同温度下的生物质炭,测定热解得率、生物炭得率、挥发分、灰分及对亚甲基蓝的吸附值.热解试验结果表明:随着炭化温度从300℃逐渐升高到700℃,热解得率先降低后升高,挥发成分先升高后降低,生物炭得率先降低后升高.在500℃时,热解得率和生物炭得率分别为54.09%和50.77%,灰分含量为3.32%,挥发分含量为45.91%;热解温度为300℃时,木质素基生物炭对亚甲基蓝的吸附值最大,为37.31 mg/g;热解过程中,C—H、C=O键断裂.     

新型木质素基树脂的制备工艺优化及吸附性能评价

以木质素磺酸钠和葡萄糖为原料,采用溶液聚合法制备了一种新型球形木质素基树脂(LBR)。通过正交试验筛选制备LBR的工艺条件,得到制备LBR的优化工艺条件为：木质素磺酸钠用量10g,聚合反应温度190℃,葡萄糖用量5%(占木质素磺酸钠的质量分数),体系pH 0.5。在此优化条件下,制备的LBR产率达到37.75%。利用红外光谱、热重分析、X衍射分析、扫描电镜及Boehm滴定等分析测试手段对LBR的结构和物性进行了表征和测定,结果表明所制备的LBR是由随机样式极强的无定形高聚物组成,且负载有大量酸性基团（羧基、内酯基和酚羟基）;在低于250℃时,LBR具有良好的热稳定性;LBR呈现球形颗粒状,具有发达的微孔结构,较大的比表面积,有效粒径范围在1~10μm之间。此外,室温条件下,LBR对Cr(VI)的饱和吸附量高达74.29mg/g。     

木质素废旧聚氨酯制备轻型阻燃保温材料试验

按配比加入酚醛树脂、阻燃剂、发泡剂、乳化剂、碱木质素、液化废旧聚氨酯,制成木质素废旧聚氨酯.试验结果表明:随着固化剂的增加,固化时间缩短,表观密度增加,抗压强度增强,泡沫质量较好;加入次磷酸铝和二乙基次磷酸铝能明显改善酚醛树脂的阻燃性,加入5 g次磷酸铝和二乙基次磷酸铝时效果最好.这种轻型阻燃保温材料具有酚醛树脂泡沫的优点,同时由于添加了木质素提高了阻燃性.采用废旧聚氨酯作为添加成分,可以大大减少生产成本,保护环境,提高了资源的利用率.     

聚苯乙烯基多孔树脂的制备及其吸附性能

以正庚烷为致孔剂,明胶为分散剂,采用悬浮聚合法制备了交联型聚苯乙烯基多孔吸附树脂颗粒.通过在苯乙烯与二乙烯苯的聚合体系中加入不同比例的甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯等极性单体,调整吸附树脂的结构与极性.以亚甲基蓝为吸附模型分子,探讨了其溶液浓度、溶液pH值和温度等因素对树脂吸附过程的影响.研究结果表明:吸附过程主要取决于树脂的孔径大小,只有当树脂孔径合适时其比表面积才会对吸附起主要作用;当甲基丙烯酸甲酯质量分数为2%或丙烯酸甲酯为5%时,得到的树脂对亚甲基蓝有较好的吸附效果,其吸附平衡等温线符合Freund lich方程.     

木质素制备活性炭的工艺及其吸附性能研究

以造纸黑液木质素为原料,采用化学及物理活化法制备活性炭,并对其吸附性能进行分析。实验结果表明,对于磷酸活化剂而言,制备活性炭并不需要进行二次活化,而对于氯化锌活化剂则需要进行二次活化。磷酸活化剂制备活性炭的最佳条件为活化温度550℃、活化时间2 h、浸渍比2∶1,而氯化锌活化剂最佳活化条件为一次活化温度550℃、活化时间2 h、浸渍比2∶1,二次活化二氧化碳流量80 mL/min、活化时间30 min、活化温度850℃,所得到的活性炭符合木质净水用活性炭一级品的标准。二氧化碳二次活化,降低活性炭的产率,但是增加了活性炭中中孔及大孔的比例。     

壳聚糖交联树脂的制备及吸附水中罗丹明B

为开发新型绿色的水处理材料,确定最佳的吸附工艺,以壳聚糖作为基质材料,戊二醛为交联剂,在均相条件下制备壳聚糖交联树脂,并通过红外光谱进行结构表征.考察了吸附温度、溶液pH值、吸附时间和壳聚糖树脂用量四个因素对壳聚糖树脂吸附去除罗丹明B体系的影响.结果表明,最佳吸附工艺为,吸附温度60℃,p H为5,吸附时间60 min,壳聚糖树脂用量为0. 25 g.     

山竹壳活性炭的制备与吸附性能研究

以山竹壳为原料,采用氢氧化钾活化法制备了不同碱炭比的活性炭,通过扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)等对活性炭进行了物理性质表征.最优活性炭的比表面积高达2 96153 m2/g.对其进行罗丹明B和铅离子的吸附实验,并进行Langmuir和Freundlich吸附模型拟合,结果表明,山竹壳活性炭对罗丹明B的吸附更符合Langmuir吸附等温模型,而铅离子的吸附符合2种吸附模型.另外,该活性炭对罗丹明B和铅离子的饱和吸附量分别达到1 22218 mg/g和10707 mg/g.     

含羧基聚氨酯树脂微粒的制备及性能

用悬浮聚合法制备含羧基的交联型聚氨酯微粒,考察它对Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Co(Ⅱ)的吸附作用,pH和交联度的影响,吸附容量和再生性能。     

木质素改性产物的吸附与分散性能

为了研究木质素改性产物(GCL1-JB)的结构对其分散稳定性及吸附特性的影响,通过向GCL1-JB水溶液中添加二氧六环制备一系列不同构象的GCL1-JB.利用分散稳定仪和逐层自组装技术研究不同构象GCL1-JB对水泥的分散稳定性及吸附特性,发现GCL1-JB的构象越伸展,吸附量越小,但对水泥的分散稳定性更好.GCL1-JB构象较伸展时,能平坦地吸附在固体表面,形成致密平整的吸附膜,有效阻止水泥颗粒间的相互凝聚.这也是GCL1-JB分散稳定性优于木质素磺酸钠的重要原因.     

高沸醇溶性木质素及其衍生物对内毒素的吸附性能研究

内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁的外层脂多糖组分，可引起机体发热反应，重症将导致休克，而内毒索对热或有机溶剂都十分稳定，通常的灭菌操作难以使之除去．本文采用高沸醇木质素及其衍生物作为对内毒素的吸附剂，对它们与内毒素的吸附性能进行了研究．结果表明，在室温下，高沸醇木质素酚和高沸醇木质素胺都能吸附水溶液中的内毒素，加入有机溶剂后又可以释放出吸附的内毒素，解吸后的高沸醇木质素酚和高沸醇木质素胺可以再吸附内毒素，高沸醇木质素衍生物可成为清除内毒素的新型功能高分子材料．     

水性聚氨酯的合成及成膜性分析

文采用HDI、聚环氧丙烷二醇、二羟甲基丙酸和封端剂乙二醇等为原料通过预聚法合成水性聚氨酯,并对其成膜性进行了力学分析.通过比较,最佳制备工艺:在40℃时向聚环氧丙烷二醇中缓慢加入HDI,80℃预聚1h,加催化剂再反应1h降温至75℃,加DMPA反应2h, 再封端反应1h,降温至35～40℃加入TEA乳化30min.交联剂相对含量的提高,可以提高聚氨酯膜的强度和韧性.     

陶土-粉煤灰基吸附性陶瓷基体的制备及其吸附性能

以陶土和改性粉煤灰为原料,采用半干压成型工艺制备了吸附性陶瓷基体。研究了原料预处理、配比、烧成温度等对陶瓷基体性能的影响,确定了最佳制备条件：陶土和改性粉煤灰质量比8∶2,升温速率1 ℃/min,烧成温度900 ℃。在此条件下制得的陶瓷基体的孔隙率为36.75%,孔径分布区间在5～27 nm,纯水通量52.89 L/(m²·h),压缩强度17.923MPa。对罗丹明B、亚甲蓝、刚果红模拟印染废水、含PO^3- ₄废水和含Fe²⁺废水的处理结果表明,所制备的陶瓷基体具有良好的吸附和截留性能。     

沙柳液化产物制备硬质聚氨酯泡沫的研究

【目的】用沙柳材的多元醇液化产物(LP)制备生物质聚氨酯硬质泡沫材料(LP-PU)。【方法】将纳米有机蒙脱土(OMMT)与沙柳材的多元醇液化产物(LP)在超声波震荡条件下均匀混合,然后将混合物(LP-OMMT)和异氰酸酯(PAPI)混合发泡。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和热重分析仪(TG)对泡沫材料的结构和性能进行表征和测试。【结果】在超声波振荡条件下,FTIR图谱表明加入OMMT使泡沫材料结构中的氢键指数增大,内聚能增大; XRD图和TEM照片显示OMMT在泡沫材料中层间距增大达到5.5 nm,出现插层态或剥离态; 材料的TG曲线向高温方向移动,残炭率为38.51%,热稳定性提高; 材料密度比纯液化产物聚氨酯泡沫材料降低了34.9%,但压缩强度基本不变; 泡沫材料的氧指数升高到37.2%,阻燃性能增强。【结论】加入适量的OMMT能够以插层和剥离态分散在泡沫材料中,并显著提高材料的力学性能、热稳定性和阻燃性能。     

碳纳米管泡沫体的制备及其对腐植酸的吸附性能

以碳纳米管、聚氨酯发泡剂为主要原料制备出一种新型高效吸附剂,研究了其对天然水中腐植酸的吸附特性.试验中考察了腐植酸溶液pH值与初始浓度、吸附剂用量与吸附时间对吸附过程与效果的影响.试验发现,碳纳米管泡沫体对腐植酸吸附平衡时间约为5 h;在酸性（pH为3.5）及偏酸性条件下（pH为5.5）,1%CNT泡沫体对腐植酸吸附率高;在腐植酸初始浓度低于20 mg/L与在20~40 mg/L时,其吸附率分别为100%和大于80%.研究结果表明,碳纳米管泡沫体是一种新型高效的吸附剂,在酸性与偏酸性条件下对天然水中腐植酸有很好的吸附效果,碳纳米管泡沫体吸附腐植酸符合Langmuir模型.     

玉米芯基生物炭的制备及其吸附性能

采用农业废弃物玉米芯作为原材料,通过生物碳化(HTC)的方法在不同温度下制备低成本、高性能吸附剂用生物炭.该生物炭具有介孔结构,表面含有丰富的含氧官能团,如—OH,C==O,C—O等,其种类及密度受水热温度的影响.以亚甲基蓝(MB)作为模型吸附剂,进一步研究了生物炭的吸附性能.吸附动力学研究表明符合拟二级动力学模型吸附行为,且225 ℃水热条件下得到的生物炭具有最大吸附量(41.37 mg/g)和最高吸附速率.等温吸附平衡数据与Langmuir等温模型吻合较好,表明生物炭对MB的吸附是单层吸附;生物炭表面含氧官能团与MB分子相互作用有助于吸附过程.     

新型功能性介孔吸附材料的表征与吸附性能

采用丙酮为共溶剂、过氧化苯甲酰为引发剂,在高度无序稻壳活性炭(RAC)的孔道表面聚合甲基丙烯酸甲酯(MMA).利用傅立叶红外谱图表征了聚甲基丙烯酸甲酯-活性炭(PMMA-RAC)材料的结构成分;低温氮气吸附测试结果表明比表面积较聚合前下降约44%,孔体积降低约32%;透射电镜照片显示在PMMA-RAC材料孔道表面存在大量聚合物,对苯酚的饱和吸附量提高了14%.研究结果表明:原位聚合的方法能够得到既具有较高的比表面积,又含有功能性基团的新型有机-无机纳米复合吸附材料.     

HTPB/TDI/MCDEA型聚氨酯弹性体的研制

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料合成预聚体,以4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)为扩链剂,通过浇铸成型制备聚氨酯弹性体。实验采用电子万能试验机和邵氏A硬度计对聚氨酯弹性体的力学性能进行了测试,结果表明:当预聚体NCO含量为4.13%、NH2/NCO摩尔比为0.90时,聚氨酯弹性体的综合力学性能最佳;后硫化时间、环境湿度对聚氨酯弹性体的力学性能均有一定影响,使用新型扩链剂4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)制得的聚氨酯弹性体的力学性能普遍好于扩链剂MOCA。     

低发射率伪装绿色涂层的制备和性能分析

为了探索军用低发射率伪装材料,提出了复合结构设计的方法。选用具备可见光高透过和红外高反射特性的纳米锑掺杂氧化锡(ATO)薄膜,通过镀膜工艺对复合涂层的结构进行设计,从而达到光学与红外隐身兼容的目的。利用分光光度计、热成像仪及隔热测试装置对所制复合涂层样品的光学、红外和隔热效果进行测试,分析低发射率涂层对整体绿色涂层的光学及红外性能的影响。实验结果表明,采用复合结构设计后的绿色涂层样板的可见光透过率达到80%以上,红外反射率达到70%以上,在保证色彩饱和度的同时,发射率显著降低,达到了0.2。经过复合结构设计的绿色涂层拥有良好的红外伪装效果,能够较好地躲避红外侦察。     

新型酶解木质素陶瓷的制备

以酶解木质素为原料,经改性后与木质素混合、干燥、模压成型、高温烧结,成功制备了酶解木质素陶瓷,并分析了其产品得率、表面硬度、孔隙结构以及微观形态.原料木质素含有大量酚类结构,与酚醛树脂接近,更适于制备木陶瓷,产品质量、直径、厚度得率与酚醛树脂处理物料制备的木陶瓷接近.木质素改性前后的PY-GC-MS分析表明,木质素热解中释放较多的低分子酚类物质,改性后的酶解木质素热解中释放的低分子酚类物质进一步增加,这些酚可循环用于木陶瓷制备.当改性木质素用量为20%时,表面硬度比空白提高近30%.SEM分析表明,经改性木质素处理制备的木陶瓷比酚醛树脂处理物料制备的木陶瓷样品表面光滑,并存在大量较均匀的孔隙结构.孔隙结构分析表明,浸渍处理使木陶瓷样品孔隙度下降,而酚醛树脂的这种作用明显强于改性木质素.     

双层烧结铁基材料的制备及其组织性能

采用加压烧姑工艺制备了双层烧结铁基材料，研究了合金元素对高合金层烧结致密化的影响及其在界面区的分布规律，分析了该材料的显微组织和力学性能。研究结果表明：提高C和Mo的含量有利于高合金层的致密化，而提高V含量阻碍其致密化。双层烧结铁基材料综合了高合金层和基体层的优点，抗弯强度达1980MPa,冲击韧性达18J／cm^2，洛氏硬度为50。高合金层呈脆性解理断裂，基体层呈韧性断裂；C和Mo和V在界面区的扩散受到抑制，其中Mo和V集中分布在碳化物中；Cr在界面区有一定程度的扩散，Cr在高合金层中的分布相对均匀。