正渗透应急水袋膜材料制备

 应急水袋是一种可以就地从不可饮用的水源中及时、有效得到饮用水的生命救援工具。本文研究了三醋酸纤维素(CTA)正渗透膜材料的制备,以及用于制备应急水袋的研究进展,并对水袋的汲水功能和重金属离子截留效果进行测试。结果表明,以0.5 mol/L NaCl 为驱动液和去离子水作进料液的测试条件下,膜水通量达到8.77 L/(m²·h),驱动溶质反向扩散比J_s/J_w约为0.56 g/L。以一定浓度葡萄糖为汲取液时,经5 h 处理水袋可得到约180 g 水,可满足人体维持生命所需的饮水量。选取Pb、Cr、Hg、As 4 种典型的水体污染重金属为评价元素,渗透结果表明,该膜对半径尺寸在100 pm 以上的粒子具有比较理想的截留性能,达到95%以上,Pb(II),Cr(III),Hg(II)3 种重金属的处理效果能达到《GB5749-2006 生活饮用水卫生标准》的要求,但是对于As(III)这种水合半径小于65 pm 的离子其截留率较低,因此,膜材料皮层的致密性还需要进一步提高。     

聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络的制备及溶胀动力学研究

 以过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N′-二甲基双丙烯酰胺(MBA)、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,在室温下通过水溶液自由基聚合,制备了聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络(PAM/MC semi-IPN)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对凝胶结构进行了表征,考察了MC含量和温度对凝胶外观、平衡溶胀和溶胀动力学的影响。从FT-IR图谱可看出,随MC含量增加,PAM酰胺Ⅰ带的吸收峰从1632cm^-1移到1650cm^-1,表明PAM与MC发生了明显的氢键相互作用。随MC含量增加,凝胶颜色从透明到乳白色逐渐加深。随温度升高,各组分凝胶的平衡溶胀比都增大。随MC含量的增加,相同温度下,凝胶的平衡溶胀比下降。另外,半互穿网络凝胶的尺寸随温度升高没有明显变化,说明MC在高温下的相转变并未造成半互穿网络的体积相变。凝胶的溶胀动力学显示,凝胶在100min前均快速溶胀,在200min以后溶胀速度变缓,最终趋于平衡。扩散指数(n)和溶胀速率(k)的数据表明,温度对扩散机理有很大影响,并且MC含量低于1.0%时凝胶组成对扩散机理影响不大。通过线性拟合的R²可知,各组分凝胶在各温度下均较好的符合二级动力学方程,并且MC含量低于1.0%时对凝胶的初始溶胀速率影响不大。     

甲壳素与纤维素复合物对水中Hg~(2+)离子的吸附

以甲壳素与脱脂棉为原料,用6%质量分数NaOH和5%质量分数硫脲混合溶液作溶剂,以5%质量分数硫酸作絮凝剂絮凝得到甲壳素纤维素复合物,研究了甲壳素和纤维素的比例、甲壳素纤维素复合物的用量、吸附时间、吸附温度、溶液pH值对吸附率的影响.实验结果表明,当被吸附对象的用量是40mL10mg/L汞标液,甲壳素与纤维素的比例为2∶1、吸附剂用量为2.5g,吸附时间为2h,温度为40℃,溶液pH值为4.0时,复合物对汞离子吸附率可达94.19%.     

吹膜法纤维素膜透水气性和取向结构的研究

探讨了以NMMO作溶剂时纤维素溶液的吹膜工艺中几个重要参数对薄膜透水气性的影响.实验发现:薄膜的透水气性与纤维素分子链的取向有着密切关系,且随着气隙长度、拉伸速度、吹胀比的增加而降低,但随着凝固浴温度的升高而增大.     

木屑-石英砂喷动流化床内流动特性研究

为了开发喷动流化床生物质裂解反应器,建立了一内径为150mm的有机玻璃冷模实验装置,在室温下进行了生物质(木屑)和石英砂混合物在喷动流化床内的流动特性研究。考察了木屑、木屑与石英砂混合物的喷动流化现象。结果发现在喷动流化床其它条件相同时,床层中相同的木屑量,随石英砂量的增加,木屑的循环量减少;而相同的石英砂量,随木屑量的增加,石英砂的循环量增加。最小流化速度实验值与计算值相比略小但相差不大,可用Ergun公式预测床层的最小流化速度,但不能用Muthur公式来预测最小喷动速度,这是由木屑与石英砂颗粒混合物的性质和床层结构特性决定的。随着喷动气速和流化气速的改变,可观察到床内粒子表现出八种不同的流动状态：固定床区、流化床区、局部喷动床区、流化一局部喷动床区、喷动床区、喷动流化床区、喷动垂直输送区、喷动流化垂直输送区。     

细菌纤维素组织工程支架的仿生矿化研究

骨骼创伤已经成为当今影响人类健康的一大病症。因此,骨修复材料就成为研究的一大热点。骨组织工程支架作为重要的骨修复材料,可以诱导成骨细胞生长并为新骨生长提供条件。传统的骨组织工程支架包括合成高分子(如聚乳酸、聚乙醇酸等)和天然高分子(如胶原、壳聚糖等)。与传统支架材料相比,细菌纤维素(BC)具有良好的生物相容性、精细的纳米空间三维网络结构,有作为组织工程支架的潜能。通过仿生矿化处理,BC纳米纤维表面可以生长出羟基磷灰石(HA)的晶体颗粒,且HA颗粒均匀覆盖在纳米纤维表面。通过热分析得出,仿生矿化处理会使BC的热稳定性得到一定的提升。     

某铅锌选矿废水对黄铁矿浮选行为的影响

选矿废水含有大量重金属离子、选矿药剂、悬浮物等污染物,直接排放会引起水资源浪费和环境污染.本文通过单矿物浮选试验,研究了废水、蒸馏水、废水处理水三种体系中,丁黄药、丁铵黑药及乙硫氮对黄铁矿的浮选行为的影响.实验结果表明:在废水体系中加与不加捕收剂,黄铁矿的浮选回收率均比蒸馏水体系中低;在废水处理水体系中,无论加或不加捕收剂,黄铁矿的浮选回收率均比废水体系中高.     

天然染料混合二氧化钛光降解醋酸纤维的研究

采用天然染料提取液,添加碱和Ti O2制备复合光敏剂,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测试天然染料的吸收曲线,筛选出吸收峰较大、吸光效果较强的天然染料光敏剂.对添加复合光敏剂的醋酸纤维薄膜进行光催化降解测试和差热-热重(DSC-TG)以及扫描电镜(SEM)的表征.结果表明:紫草、紫苏天然染料在可见光区域的吸收较好,且两者混合后,吸收峰线性叠加,吸光度增强;天然染料添加Na OH后,吸收峰增强并发生红移;将Ti O2加入紫草和紫苏的碱性提取液中,复合光敏剂对醋酸纤维薄膜的光催化降解效果进一步提高.     

无残渣纤维素压裂液在苏里格东区致密气藏的应用

无残渣纤维素压裂液体系在酸性条件下实现交联,具有基液配制简单、增黏速度快、无鱼眼、携砂性能好、破胶彻底、无残渣、低伤害及自身防膨等特点,跟羟丙基瓜胶压裂液相比,更适用于易受外来流体伤害的低渗特低渗储层的压裂改造。现成功应用于苏里格东区致密气藏。试验结果表明,该压裂液基液能在2 min达到其最高黏度的97.5%,破胶液表面张力为24.68 m N·m-1,压裂液残渣含量为0,岩心损害率为12.3%,极大降低了对储层和裂缝导流能力的伤害。在苏里格气田进行了现场应用5口井11层(段),压裂效果显著,压后平均日产气量是邻井的2~5倍。     

石膏木屑板制作中工艺影响因子分析

研究了木膏比、水膏比对石膏木屑板性能的交互影响和温度对石膏水化体系、水化进程及石膏结晶形态的影响,分析了不同工艺条件下石膏木屑板的性能。结果表明:(1)每种水膏比,均有一种木膏比与之相匹配,使板强度为同系列中最高值,其配比满足ω=0.54x 0.28的数学模型;(2)温度为40℃,石膏水化凝结时间缩短,同时板具有较高的强度。此工艺条件应用于石膏板生产,将缩短生产周期,提高生产效率。