Bi2O3/电气石复合催化剂的制备及其光催化性能

以电气石为载体,采用化学沉淀法制备Bi_2O_3/电气石复合光催化材料。通过XRD、SEM、UV-Vis等方法对制备的复合型催化剂进行了表征,并在可见光照射下对催化剂的光催化活性进行了测试。结果表明:复合型催化剂扩展其光响应范围,且复合后的Bi_2O_3比纯的Bi_2O_3比表面积更大,在处理酸性红B实验中表现出良好的可见光催化活性。实验发现复合物含5%电气石的制备比例就可以显著提升Bi_2O_3降解有机物活性,60 min时降解率达到97.32%,明显优于单纯Bi_2O_389.77%降解率,提高了光催化剂的降解效率。     

不同种类电气石材料对甲醛净化性能及机理研究

利用电子探针和X射线衍射仪, 分析来自新疆(XJ, XJZ, XJF)、云南(YN)、广西(GX)和巴西(BXL)4个产地的6种电气石样品的成分及结构差异, 并研究种类不同、粒度相同的电气石以及种类相同、粒度不同的电气石对甲醛的净化能力。电子探针结果表明, XJ, YN和GX属铁电气石类, 其铁含量依次增加, XJZ为镁电气石, XJF为锂电气石, BXL为钠锰电气石。X射线衍射结果表明, 铁的存在使电气石的晶胞参数变大。实验证实, 当粒度相同时, 不同种类电气石净化甲醛的效果存在较大差异, 属锂电气石的XJF最优, 铁含量最高的GX最次, 6种样品净化甲醛的能力大小为XJF>XJ>XJZ>BXL>YN>GX, 推测与Y八面体的离子占位不同引发的多面体扭曲程度有关; 种类相同的电气石粒度越小, 电学性能越好, 净化甲醛的效率越高。     

电气石/TiO_2复合材料的组成与微观形态

为了揭示电气石/TiO_2复合材料使电气石增白和具有颜料性质的内在机制,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试和电气石、TiO_2颗粒表面官能团性质的分析等方法,研究了电气石/TiO_2复合材料的组成与微观形态。研究结果表明,电气石/TiO_2复合材料由包核物电气石颗粒和其表面包覆的结晶Ti_O2所组成,Ti_O2在电气石表面形成均匀、牢固的包覆层。研究结论初步反映了电气石和Ti_O2的作用性质,有助于对电气石/Ti_O2复合材料综合性能的认识和应用。     

铁、锂电气石对脱氯菌降解三氯乙烯的影响

针对不同电气石的性能及其对脱氯菌群降解三氯乙烯(TCE)效果影响的差异,分别研究了铁电气石和锂电气石对水溶液的p H、电导率和氧化还原电位的调节作用及其对脱氯菌群降解TCE效果的影响.结果表明,铁电气石在对溶液p H的调节作用、提高溶液电导率的性能和降低溶液氧化还原电位的能力方面都要优于锂电气石;且基于这些性能的优势,铁电气石对脱氯菌群降解TCE的促进作用较锂电气石更为明显,在降解相同浓度的TCE时,其效率可提高30%,说明铁电气石在促进脱氯菌群降解TCE的应用方面较锂电气石更具有优势.     

电气石负离子粉改性沥青性能及其改性机理

为探究电气石负离子粉改性沥青的路用性能,采用高速剪切法制备不同电气石负离子粉掺量的改性沥青,并通过常规物理性能试验、多应力蠕变恢复试验(MSCR)、低温弯曲梁流变试验(BBR)及布洛克菲尔德黏度试验对电气石负离子粉改性沥青的高温性能、低温性能及黏温特性进行深入分析.借助XRD射线衍射仪、光学显微镜、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)及差示扫描量热仪(DSC)分别对改性沥青的微观形貌、化学组成及热物性进行表征与分析,从微观角度对电气石负离子粉的改性机理进行分析.结果表明:凭借其优良的热电性及压电性电气石负离子粉能够显著改善沥青的高低温性能及黏温特性,但掺量过高时,改性沥青的低温抗裂性能的改善效果有所下降;电气石负离子粉能够均匀分散于沥青基体中,且形成一种能够有效改善沥青技术性能的类似于海绵状网络的三维结构;相较于基质沥青,改性沥青的玻璃化转变温度T_g与吸热量ΔH均得到了改善,改性沥青呈现出更优的热稳定性;电气石负离子粉与基质沥青之间化学兼容性良好,电气石负离子粉对基质沥青以物理改性为主.     

釉层热处理温度对内墙砖结构与甲醛去除性能的影响

随着人们生活水平的提高，大量的石油产品及能够产生挥发性有机化合物的日用品、装饰品在装修中使用，室内空气质量受到严重影响，室内装修材料成为近年来的研究热点。本文旨在开发一种对室内甲醛去除效果好、使用方便、成本低廉的内墙材料。本文采用超细研磨、固相烧结和低温煅烧工艺，制备了不同釉层热处理温度的电气石/硅藻土基内墙砖，结合热重-差热分析、X-射线衍射和扫描电子显微镜等研究了材料的微观形貌与结构。以甲醛为目标降解物,考察釉层不同热处理温度下电气石/硅藻土基内墙砖对甲醛去除效果的影响。结果表明:随着釉层热处理温度的提高，硅藻土原始孔洞减少，比表面积和孔隙率下降，电气石结构发生变化。850°C时材料的表面结构稍有破坏，强度较高，对甲醛的去除效果较好，1 m3的环境舱内，300 min甲醛去除率达到73.6%；釉层热处理温度升温至950°C及以上，硅藻土和电气石结构遭到破坏，材料对甲醛的吸附和降解能力下降。     

静电纺PLA/Ag-TiO_2纳米纤维膜的制备及性能

利用静电纺丝技术,将聚乳酸(PLA)和载银二氧化钛(Ag-TiO_2)进行混合纺丝,制备PLA/Ag-TiO_2复合纳米纤维膜。将制备的PLA/Ag-TiO_2复合纳米纤维膜应用于亚甲基蓝溶液的催化降解和空气过滤领域,研究其光催化、过滤和重复使用等性能。同时采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱仪(EDX)对纳米纤维膜进行表征。研究结果表明:当PLA/Ag-TiO_2纺丝液中PLA的质量分数为10%(Ag-TiO_2占PLA的质量分数为2%)时,制备的复合纳米纤维膜的纤维形态较好,纤维直径更加均匀;使用50mg复合纳米纤维膜光催化降解质量浓度为5mg/L的50mL亚甲基蓝溶液,反应时间达到80min时,亚甲基蓝降解率达到53.50%,纳米纤维膜重复使用5次后,依然保持良好的光催化性能;同时复合纳米纤维膜具有优异的过滤性能,其空气过滤效率最高达到95.70%。     

壁纸固载石墨烯/TiO2降解甲醛及动力学研究

以溶剂热法制备的石墨烯/TiO_2复合光催化剂,采用涂布法将石墨烯/TiO_2固载于无纺布壁纸表面,研究石墨烯/TiO_2的固载量、甲醛初始质量浓度及空气相对湿度对甲醛降解的影响,并对其光催化降解动力学进行探讨.结果表明:在光照4 h的条件下,当石墨烯/TiO_2固载量为2 g·m-2、甲醛初始质量浓度为0.40 mg·m~(-3)、空气相对湿度为58%时,甲醛降解率可达86%;石墨烯/TiO_2对甲醛的降解效果优于商品化TiO_2(P25);石墨烯/TiO_2对甲醛的光催化降解过程服从一级反应动力学方程.     

用中空纤维膜分散技术制备纳米颗粒

采用中空纤维膜为分散介质,以制备纳米BaSO₄为例,探索膜分散制备纳米颗粒技术。实验以Na₂SO₄溶液为连续相,将BaCl₂溶液通过中空纤维膜均匀分散到Na₂SO₄溶液中,在透过膜的微小液滴形成的微环境中实现两种溶液的微观混合,并反应生成BaSO₄颗粒。实验研究了膜组件构型、反应物浓度、分散剂、膜孔孔径大小等因素对BaSO₄颗粒形貌、大小和粒度分布的影响。结果表明：采用膜截留分子量为10000的中空纤维膜制成的浸没式膜组件,反应物Na₂SO₄和BaCl₂溶液浓度均为0.02mol/L,加入分散剂聚乙二醇(PEG)制得了平均粒径在10～30nm、球形度好、单分散性好的纳米BaSO₄颗粒.     

木质活性炭纤维负载纳米TiO_2降解甲醛的效果

以杉木木粉经苯酚液化、熔融纺丝、固化处理、二氧化碳活化后获得的木质活性炭纤维为载体,采用溶胶–凝胶法制备木质活性炭纤维负载纳米TiO2(WACFs/TiO2)光催化复合材料.研究光照时间、WACFs/TiO2催化剂用量、纳米TiO2负载量和初始甲醛质量浓度对WACFs/TiO2降解甲醛效果的影响.结果表明:随着光照时间、催化剂用量、初始甲醛质量浓度的增加,WACFs/TiO2对甲醛的降解率逐渐增加,但催化剂用量对甲醛降解率的影响相对较小;随TiO2负载量的增多,WACFs/TiO2对甲醛的降解率呈现先增加后减小的趋势.当光照时间7,h、催化剂用量0.5,g、纳米TiO2负载量29.89%、初始甲醛质量浓度8.82,mg/L时,WACFs/TiO2对甲醛的降解率达到92.33%.     

聚偏氟乙烯混合基质超滤膜的制备与研究

分别采用溶剂热法和水热法制备出3种粒径的沸石咪唑酯框架材料(ZIF-8),利用非溶剂致相分离法与共混法制备了高性能聚偏氟乙烯(PVDF)混合基质超滤膜,讨论了膜的纯水通量及其衰减、蛋白质通量恢复率、动态接触角以及孔径分布变化。结果表明,不同纳米级的ZIF-8颗粒对PVDF混合基质膜具有不同的增强效果,通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、光电子能谱以及原子力显微镜深入研究了不同粒径的ZIF-8颗粒对混合基质膜的改性效果并探究其机理,确定了适用于高性能聚偏氟乙烯混合基质膜体系的最优沸石咪唑酯框架材料粒径以及铸膜液组成。     

ACF担载TiO_2光催化降解甲醛的影响因素研究

采用溶胶-凝胶法（sol-gel）在活性炭纤维（ACF）表面制备了纳米TiO2薄膜光催化材料,利用XRD和SEM对薄膜进行了表征。使用该负载型纳米TiO2光催化材料处理室内空气中的甲醛污染物,分别研究了TiO2涂膜次数、甲醛初始浓度、相对湿度、温度以及光源等因素对甲醛降解效率的影响。实验结果表明,所制得的TiO2为锐钛矿型,平均粒径为20nm左右,TiO2涂膜次数为3层时甲醛降解效率最高;甲醛初始浓度越高降解效率越低,甲醛降解效率随温度升高而增大,相对湿度为48%时甲醛降解效率最高;一定波长（λ〈387nm）的紫外光照射是使用TiO2光催薄膜降解甲醛的必要条件。     

真空抽吸晶种涂覆法制备中空纤维NaA分子筛膜

针对中空纤维分子筛膜批量化制备过程中晶种涂覆问题,提出真空抽吸晶种涂覆技术,以简化晶种涂覆工艺过程。利用真空抽吸法在α-Al2O3中空纤维支撑体外表面涂覆NaA分子筛晶种层,继而采用二次生长法制备NaA分子筛膜。利用粒径分析仪、X线衍射仪(XRD)以及场发射扫描电子显微镜(FESEM)对NaA分子筛晶种及所制备的分子筛膜进行了系统表征。实验考察晶种涂覆条件对膜性能的影响,并优化真空抽吸条件。研究结果显示:采用质量浓度为5 g/L的小粒径晶种悬浮液,在10 kPa真空度下抽吸5 s可获得均匀的晶种层,并制得高性能的中空纤维NaA分子筛膜。在348 K下,所制备中空纤维NaA分子筛膜用于质量分数为90%的乙醇/水溶液分离时,其渗透水通量为5.89 kg/(m2·h),分离因子为11 800。     

酸解时间对小颗粒淀粉性质及稳定Pickering乳液的影响

以玉米淀粉为原料,采用酸解、辛烯基琥珀酸酐(OSA)疏水改性和冷冻粉碎复合改性方法制备小颗粒淀粉,研究了酸解时间对小颗粒淀粉及稳定Pickering乳液的影响.利用扫描电子显微镜和粒径分析仪对小颗粒淀粉的形态与粒径分布进行表征,探究了小颗粒淀粉在Pickering乳液中的应用.结果表明:随着酸解时间延长,小颗粒淀粉颗粒粒径明显降低,其体积平均粒径由原淀粉的15.6μm降低到6.6μm;颗粒呈碎片状,且分散均匀;OSA改性取代度随酸解时间延长而降低;以小颗粒淀粉为乳化剂制备Pickering乳液,乳液稳定性随着颗粒粒径的减小而增加;乳化指数随着乳液贮存时间的延长而降低,并趋于稳定;酸解48 h和72 h复合改性小颗粒淀粉制备的乳液稳定性较好,贮存30天后乳化指数保持在60%.     

竹炭负载二氧化钛光催化降解甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,以浸渍-过滤法将TiO2负载于颗粒竹炭的表面,制成竹炭负载二氧化钛的复合型光催化剂TiO2/BC,并对甲醛进行催化降解.结果表明:紫外光照射下TiO2/BC催化剂对甲醛有催化降解活性,光照3 h甲醛降解率达45.6%,负载次数以3次为佳;太阳光照射下甲醛降解率比日光灯照射下的高,紫外光照射下甲醛的降解率最高;当紫外灯强度达到一定值后,再增加照射强度并不能有效提高降解率.     

天然电气石载银抗菌剂的研究

研究了以天然电气石为载体,采用离子交换和固相合成法来制备抗菌剂的实验工艺.结果表明,烧结温度,以及银离子掺杂量对以天然电气石为载体的抗菌粉体的抗菌性能有较大影响.制备天然电气石载银抗菌剂的优化实验参数为:热处理温度为800℃,保温时间为2 h.     

电气石改性沥青混合料路用性能

为深入研究电气石类型、掺量对改性沥青混合料路用性能的影响,将经过表面改性的电气石加入到基础沥青中,采用高速剪切法制备电气石改性沥青,借助扫描电镜试验(SEM)分析电气石与沥青的相容性;将电气石改性沥青应用到GAC沥青混合料中,通过高温车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及疲劳试验等,系统研究电气石类型与掺量对沥青混合料高温性、低温抗裂性、水稳定性以及抗疲劳性等路用性能的影响规律,并应用疲劳方程对疲劳试验结果进行回归分析。研究结果表明:电气石与沥青相容性良好;电气石能改善沥青混合料的高温、低温、水稳定性及抗疲劳性等路用性能;对于不同类型电气石,325目电气石改性沥青混合料的高温性能和水稳定性能优于5 000ions(5 000离子)电气石负离子粉改性沥青混合料,而5 000ions电气石负离子粉改性沥青混合料的低温性能和抗疲劳性能较好。     

湍流射流中示踪粒子的跟随性数值模拟分析

为了探究聚苯乙烯颗粒在射流场中的跟踪效果,采用大涡模拟(LES)方法求解射流流场,并与实验结果进行对比,以验证流场模型.定义了密度与水相同的5种不同粒径的虚拟颗粒,采用离散相模型(DPM)计算其运动轨迹,将其响应时间的理论分析结果与数值模拟结果进行对比,验证了DPM模型的准确性.随后对粒径范围为1~400μm的11种不同粒径的聚苯乙烯颗粒在一定雷诺数射流流场中的跟随特性进行了模拟计算,并与初始时刻相同位置的质点运动轨迹进行对比分析.结果表明,流场的复杂变化对颗粒的跟随性有很大影响,这表现在即使颗粒粒径很小时,颗粒与流场的速度依然存在一定偏差.在所研究工况下,粒径小于200μm的聚苯乙烯颗粒与水的速度偏差大部分在20%以内.     

纳米纤维基可水洗口罩的制备及性能

以不同质量分数的聚酰胺酸(PAA)溶液为前驱体，采用静电纺丝法制备不同结构的PAA纳米纤维膜，并对其微观形貌进行表征。结果表明，当PAA的质量分数为20%时，静电纺纳米纤维表面光滑且直径均匀。测试不同面密度下PAA纳米纤维膜的过滤性能及力学性能，结果显示，面密度为5 g/m²的PAA纳米纤维膜具有较为优异的过滤性能及力学性能。进一步探究热交联工艺对聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜成型的影响，并将逐级交联20 min处理后的PI纳米纤维膜与熔喷层、针织层复合，得到具有多层结构的纳米纤维防护口罩，结果表明，口罩的初始过滤效率高达98.1%,水洗30次后仍可保持81.8%的过滤效率。由此可见，PI纳米纤维膜具有优异的结构稳定性与过滤性能，对提升口罩的耐水洗性具有重要意义。     

鸡蛋膜负载的银颗粒对盐酸四环素的降解研究

利用鸡蛋膜和银氨溶液制备鸡蛋膜负载的银颗粒(Ag/ESM),并对Ag/ESM的制备条件进行了优化.根据生物模板易于操作的优点和银颗粒催化分解过氧化氢产生活性氧的能力,将Ag/ESM用于降解盐酸四环素,并对其降解盐酸四环素的条件和效果进行了研究.结果表明,利用鸡蛋膜和银氨溶液可成功制备出Ag/ESM,且制备流程简单.Ag/ESM的最佳制备条件为:银氨溶液浓度13.5 mmol·L-1、反应温度50℃、反应时间3 h.当Ag/ESM用量为20片,过氧化氢浓度为0.1 mmol·L-1,盐酸四环素的初始质量浓度为50 mg·L-1时,盐酸四环素的降解率最高,为81.92％,说明以Ag/ESM为活性材料,在过氧化氢的辅助下可实现对盐酸四环素的高效降解.此外,Ag/ESM可被简便地从处置液中分离出来,使降解过程更为简便.简单的制备方法和便捷的分离操作使得鸡蛋膜负载的银颗粒成为一种较理想的降解盐酸四环素的活性材料.