生物炭基光催化剂改性制备及其去除水中抗生素的研究进展

水体中抗生素会影响微生物群落结构和功能,导致生态失衡;同时,抗生素会通过食物链的富集和传递进一步污染水质,对生态环境和人类健康造成持续性危害.光催化技术因其高效且环保的特性成为众多抗生素去除技术中的重点研究对象.虽然半导体是光催化技术的核心材料之一,但其自身限制导致工作效率不高.生物炭(BC)作为碳家族成员之一有着众多优良特性,将生物炭与半导体复合制备的生物炭基光催化剂(BSPs)综合了两者的优越性能,有着广阔的应用前景.本文通过文献查阅,系统分析了BSPs的研究进展,涵盖BSPs的制备和改性方式,以及去除抗生素的原理和各种影响因素,并阐明其高导电性、高比表面积、强氧化性、稳定性和可回收性等特点,说明BSPs能够处理各种介质中存在的多种污染物.此外,对BSPs的局限性进行了分析,对未来研究方向提出了建议.     

改性阳离子交换树脂的制备、表征及催化合成双酚F

用浸渍法制备了改性阳离子交换树脂,通过红外光谱、热重分析和扫描电镜等对其进行了分析,探讨了不同改性树脂对以苯酚和甲醛为原料催化合成双酚F收率的影响。当等摩尔比Al Cl3和Ti Cl4加入总量为树脂质量的8%,反应温度为80℃,改性时间为10h,Al Cl3-Ti Cl4改性阳离子交换树脂催化合成双酚F,其收率高达90.02%,比未改性或Al Cl3单独改性树脂的催化效果都好,其重复利用率也优于后两者。结果说明,Al Cl3-Ti Cl4改性阳离子交换树脂催化性能好,是一种环境友好高效合成双酚F的催化剂。     

含氟嵌段聚合物改性环氧树脂性能研究

用AGET ATRP法制备含环氧基的含氟嵌段聚合物聚甲基丙烯酸六氟丁酯-b-聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PHFMA-b-PGMA),将其用于双酚A型环氧树脂改性.表面性能测试表明,PHFMA-b-PGMA改性环氧涂膜的表面疏水疏油性优于纯环氧,且经长时间水浸泡、丁酮浸泡或高温热处理后,其表面稳定性仍表现优良.热性能测试表明,PHFMA-b-PGMA改性环氧的热稳定性优于纯环氧.机械性能测试结果表明,用PHFMA-bPGMA改性环氧有助于韧性提高,与断裂面SEM测试结果相吻合.     

季铵盐改性氧化石墨烯的制备及其性能研究

本论文采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),并将氧化石墨烯用十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)进行修饰,得到1227非共价改性的氧化石墨烯(GO-1227)。用拉曼光谱、漫反射红外光谱分析、X-射线光电子表面能谱技术表征了其化学结构;用X-射线衍射分析、扫描电子显微镜与透射电子显微镜观察了其剥离情况和微观形貌;分析了它们在不同溶剂中的分散性。结果表明,季铵盐改性后,1227阳离子通过静电作用插入到GO片层之间,使GO片层进一步剥离,且在极性较弱的有机溶剂中的溶解性增加。热失重分析表明,GO-1227的初始分解温度提高了约70℃。将GO-1227与聚甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的嵌段共聚物(PMMA-b-PS)凝胶聚电解质复合,制备了纳米复合凝胶聚合物电解质(NGPE),并用交流阻抗法测试其电性能,发现占聚电解质总质量2‰的GO-1227可以将其离子电导率提高8.6倍。     

DSC分析及原位FT-IR法对聚合物接枝碳纳米管/环氧树脂固化体系的固化反应的研究

合成了一种扩链脲修饰的多壁碳纳米管(MWCNT-PEG-TU),差示扫描量热分析(DSC)结果表明,MWCNT-PEG-TU可明显提高E-51环氧树脂/双氰双胺(DICY)固化体系的固化反应活性。利用原位傅里叶变换红外光谱(in situ FT-IR)法研究了MWCNT-PEG-TU/E-51环氧树脂/DICY固化体系的等温固化动力学,该固化体系在不同温度下的dα/dt与α的关系曲线较好地符合Kamal自催化反应模型。     

聚乙烯亚胺改性氧化石墨对水中Cr(Ⅵ)的吸附

通过对石墨氧化、酯化,将聚乙烯亚胺耦合接枝到氧化石墨表面,制备聚乙烯亚胺改性氧化石墨(PEI-GO).通过FTIR、XRD、TEM、RS和XPS等对合成材料进行表征,并研究了其对水中的Cr(Ⅵ)吸附和脱附性能.表征结果表明,聚乙烯亚胺成功嫁接到氧化石墨上,其氨基含量为4.36 mmol·g^-1.PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)具有很好的吸附性能,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述.PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)的吸附随pH的升高而降低.阴离子的存在降低吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附,不同阴离子的影响大小顺序为PO₄^3- >SO₄^2- >NO^3- >Cl^-.XPS结果表明,PEI-GO对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-化学还原耦合作用的结果.经4次脱附再生循环,PEI-GO对Cr(VI)仍具有较高吸附量,表明该吸附剂再生性好,可循环使用.     

阴-非离子表面活性剂复合改性水滑石的表面性质研究

采用十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、吐温-80（Tween-80）及两种表面活性剂复合改性镁铝水滑石,得到SDBS-LDHs,Tween-LDHs及SDBS/Tween-LDHs₃种改性水滑石。利用反相气相色谱法（IGC）对样品进行表面性质的研究,定量计算了表面吸附自由能（ΔG₀）和表面能色散组分（γ_s^d）。结果表明,改性材料的ΔG₀与γ_s^d值均比未处理的镁铝水滑石小,其中阴-非离子表面活性剂复合改性后的水滑石的ΔG₀与γ_s^d值最小,说明阴-非离子表面活性剂复合改性水滑石较单一改性水滑石更有利于提高材料的稳定性。此外,各类水滑石的γ_s^d值均随着温度的升高而减小,因此,在制备聚合物/水滑石类材料时,可以利用提高温度来改善其与聚合物的相容性。     

巨介电CCTO及CCTO/聚合物研究

具有类钙钛矿结构的钛酸铜钙CaCu3Ti4O12(CCTO)介电陶瓷材料以其巨介电特性、介电常数的温度和频率稳定性及非线性等特性在材料研究领域和实际应用中受到广泛关注。本文比较了CCTO各种巨介电理论和模型,详述了目前能够较合理地解释CCTO巨介电特性的内部阻挡层电容模型(IBLC)。综述了制备方法、制备条件及改性方法对CCTO介电性能的影响。离子掺杂是降低CCTO介电损耗常用的方法之一,掺杂效果受掺杂离子半径、离子价态等多种因素的影响。将陶瓷粉体与聚合物进行复合形成0-3型复合材料是目前制备综合性能良好的介电材料的有效方法,对CCTO/聚合物复合材料的研究进展进行了评述。最后,展望了CCTO陶瓷材料的发展前景。     

微波处理和溶胶凝胶法共同改性废胶粉及其与天然橡胶复合材料性能的研究

采用微波处理打断废胶粉(WRP)的三维网状结构用来提高WRP在有机溶剂中的溶胀性,然后采用溶胶凝胶法,将微波改性后的WRP浸入正硅酸乙酯中,通过水解反应和缩合反应,在WRP表面原位生成SiO2网络,从而制得改性废胶粉(MWRP).将制得MWRP与天然橡胶(NR)共混,制备了NR/MWRP复合材料,研究了NR/MWRP复合材料的性能.通过热重分析仪、差示扫描量热仪和力学分析表明微波处理最佳时间是20 s.由于微波处理提高了NR与WRP的相容性,原位生成的SiO2粒子起到了补强作用,所以所制备的NR/MWRP复合材料拥有较好的力学性能;随着Si69的加入,抑制了SiO2粒子聚集,提高了SiO2粒子的分散性,从而进一步提高复合材料的力学性能并降低复合材料的Payne效应;在进行频率扫描时,硫化胶的储存模量随频率的增大而增大;硫化胶的温度扫描结果表明,随着温度的升高,复合材料中SiO2粒子聚集程度加剧并且复合材料出现老化的现象.为了提高复合材料的耐老化性能,N,N-间苯撑双马来酰亚胺(BMI)作为一种防老剂加入复合材料中,BMI利用Diels-Aider反应补偿橡胶在老化过程中所损失的交联键并提高NR与WRP的界面相容性,从而提高复合材料的耐老化性能.     

CO2在氨基改性MIL-101(Cr)中吸附的分子模拟

采用实验与分子模拟结合的方法研究298 K下CO₂在氨基改性得到的MIL-101（Cr）-NH₂和MIL-101（Cr）-ED（ED：乙二胺）上的吸附性能。比较MIL-101（Cr）、MIL-101（Cr）-NH₂和MIL-101（Cr）-ED的吸附等温线与吸附热的结果,表明采用直接合成改性法得到的MIL-101（Cr）-NH₂比采用合成后再改性得到的MIL-101（Cr）-ED有更高的CO₂吸附容量。进一步比较密度分布图和径向密度分布曲线,分析CO₂在氨基改性MIL-101（Cr）中的吸附位,表明在低压下CO₂首先吸附在MIL-101（Cr）微孔的超级四面体中,随着吸附压力的增大逐渐填充到更大的孔中。氨基的存在增加了CO₂的吸附位点,使MIL-101（Cr）-NH₂具有较高CO₂吸附容量;同时MIL-101（Cr）-ED中的ED分子的存在增加了CO₂的吸附位点,使MIL-101（Cr）-ED也具有较高CO₂吸附容量;但是MIL-101（Cr）-ED中的ED分子占据了MIL-101（Cr）中Cr的吸附位点,使Cr对CO₂的吸附强度减弱,同时可吸附位点少于MIL-101（Cr）-NH₂,导致其对CO₂的吸附容量少于MIL-101（Cr）-NH₂。