聚乳酸蜂窝状多孔膜的形成与控制

以单一组分聚L-乳酸(PLLA)为成膜材料,利用水辅助法制备了聚乳酸(PLLA)蜂窝状多孔膜.利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察多孔膜形貌.研究溶剂、溶液浓度、环境温度和湿度等因素对所成多孔膜结构的影响.实验结果表明,高湿度环境和具有一定浓度的聚合物溶液是制备蜂窝状多孔膜的必要条件.溶剂的挥发性是形成规整蜂窝状孔结构的关键因素.环境相对湿度由43%增加到91%,PLLA多孔膜的孔径由(1.75±0.24)μm增加到(11.50±1.43)μm,且孔呈现六边形的蜂窝状结构.扫描电镜断面和AFM表明:膜表面形成了深度约为1.8μm的单层孔结构.通过控制溶液浓度、环境温度和湿度等因素来控制膜的表面形貌及其所成蜂窝状孔的大小.最佳的成膜条件为溶剂CH2Cl2,湿度75%RH,温度34℃,浓度3 wt%.讨论了蜂窝状多孔膜的形成机理.     

静电纺丝制备图案化无机纳米纤维

静电纺丝技术近几年在制备纳米纤维领域得到了广泛的应用,被认为是批量制备纳米纤维材料最简单有效的方法。本文综述了近几年高压静电纺丝技术制备图案化无机物纳米纤维的纺丝装置和过程,特别详细综述了纺丝过程中纤维直径的变化,利用带电流体动力学(EHD)理论推导出纤维直径变化的运动方程,并对方程进行一定程度的修订,以符合电纺无机物纳米纤维直径的变化;并综述了取向纳米纤维、中空纳米纤维、壳-核结构纳米纤维、纳米线、纳米带、纳米管及多层次结构纳米纤维的构建及其基本性能。最后对电纺制备图案化无机纳米纤维未来发展方向,特别是功能化多层次结构电纺无机纳米纤维制备进行了展望。     

原位合成羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂及除氟特性研究

利用原位共沉淀法合成了羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂,通过扫描电镜、X射线粉末衍射、红外光谱和N2吸附-脱附曲线,研究复合前后羟基磷灰石的理化特征变化。实验结果表明与壳聚糖复合后羟基磷灰石的晶型并没有改变,只是结晶度有所降低,且复合后表面形成了不规则的凹凸结构,表面粗糙度增加。比表面积从106.75m2/g增加到127.58m2/g。复合吸附剂孔径大部分集中在10~50nm,属于介孔结构。利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程对实验数据进行了拟合,对比相关系数R2值,Langmuir模型能更好地描述该吸附过程。复合吸附剂对氟离子的吸附符合拟二级反应动力学方程。计算了吸附热力学和动力学参数值,探讨了复合吸附剂对氟离子的吸附机理。ΔG0<0、ΔH0>0和ΔS0>0,说明复合吸附剂对氟离子的吸附是自发的、吸热的熵增过程,温度升高有利于吸附。吸附活化能(Ea)=15.03kJ·mol-1,迁移能(E)=7.639kJ·mol-1,说明该吸附过程以物理吸附为主。     

Ce-La@Fe3O4吸附剂制备及其除氟性能研究

采用水热法合成了Ce-La@Fe3 O4复合吸附剂,并将其应用于水溶液中氟离子的去除研究.扫描电镜发现Ce-La@Fe3 O4吸附剂呈方块状颗粒,大小为(1.22±0.35)μm,吸附氟离子后颗粒出现了一定程度黏连.Ce-La@Fe3 O4吸附剂对氟离子的吸附动力学遵循拟二级动力学反应模型,整个吸附反应为多级控制过程;相比于Freundlich模型,Ce-La@Fe3 O4吸附剂对氟离子的吸附更加符合Langmuir模型,该吸附过程为放热反应,温度越高越有利于吸附容量提高.吸附剂Ce-La@Fe3 O4具有磁性,吸附氟离子后,易于采用普通磁铁将其吸附回收重复使用.     

改性羟基磷灰石制备及除氟特性研究

为了提高羟基磷灰石(HAP)的除氟容量,利用羟基铝(Al-OH)改性HAP制备羟基铝-羟基磷灰石复合材料(Al-OH-HAP),通过红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)和N2吸附-脱附曲线等方法对样品进行表征分析,结合吸附热力学和动力学模型拟合,探讨Al-OH-HAP对水溶液氟离子的吸附特性.实验结果表明:Al-OH改性后Al3+和OH-进入HAP晶格中,且改性后HAP的衍射峰更尖锐,结晶度增大.Al-OH改性后HAP的比表面积分别从106.75 m2/g增加到220.45 m2/g,且大部分孔为介孔结构.吸附拟合模型表明Al-OH-HAP对氟离子的吸附更加遵循Langmuir模型,说明Al-OH-HAP对F-的吸附更趋近于单层吸附,吸附过程中化学吸附占主导地位.热力学参数吸附吉布斯自由能(ΔGo)小于0、焓变(ΔHo)和熵变(ΔSo)大于0,说明Al-OH-HAP对F-的吸附是一个自发吸热的熵增过程,Al-OH-HAP对F-的吸附更符合拟二级反应动力学过程.Al-OH-HAP可以成为一种有潜力的饮用水除氟剂.     

La-金属有机骨架化合物的制备及其除氟性能研究

采用水热合成法制备La-MOFs吸附剂,通过扫描电镜、红外光谱、X-射线粉末衍射和N_2吸附-脱附曲线对La-MOFs吸附剂的结构和形貌进行表征,并研究其对水溶液中氟离子的吸附特性。La-MOFs吸附剂为毛线团状球形结构,最可几孔径为15.84nm,比表面积为16.95m~2/g。吸附氟离子后形成了氟化镧晶体。考察了硝酸镧与2-氨基对苯二甲酸质量比(LN/AA)、反应温度和反应时间等因素对La-MOFs吸附水中氟离子的影响。结果表明,在LN/AA=4∶3、DMF反应温度130℃、反应时间24h、甲醇热处理温度120℃条件下,La-MOFs吸附容量达到最大值43.1mg/g。La-MOFs吸附剂对氟离子的吸附动力学遵循准二级动力学反应模型,吸附反应为多级控制过程;相比于Langmuir模型,La-MOFs吸附剂对氟离子的吸附更加符合Freundlich模型,该吸附过程为放热反应,温度越高越有利于吸附。     

纤维素纳米纤维接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备与表征

将具有温度响应的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)接枝到电纺纤维素纳米纤维膜上,制备温度响应型纤维素接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm-g-Cell)纳米纤维水凝胶。 研究接枝单体(N)与纤维素(c)的质量比、反应温度、反应时间和引发剂浓度对产物接枝率、溶胀性和形貌的影响。 结果表明,最佳聚合反应条件为m(N):m(c)=15:1、反应温度40 ℃、反应时间3 h、引发剂浓度为10 mmol/L,得到PNIPAm-g-Cell接枝率和溶胀率分别为35%和31%。 与PNIPAm相比,PNIPAm-g-Cell水凝胶的低临界相转变温度(LCST)显著升高,说明亲水性纤维素的引入改变了体系的亲疏水平衡。 去溶胀动力学测试表明,0.5 min内接枝率为25%和35%的水凝胶保水率分别降低至93%和61%。 说明接枝率越高PNIPAm-g-Cell水凝胶对温度的响应速度越快,对温度越敏感。     

磁性Fe3O4@TiO2/ZnO的制备及光催化性能研究

通过水热法制备磁性Fe3O4@C纳米微球,分别将TiO2和ZnO负载到微球上得到磁性Fe3O4@TiO2/ZnO催化剂.利用扫描电镜、红外光谱和紫外漫反射光谱表征催化剂的形貌和结构性能.紫外漫反射光谱显示磁性Fe3O4@TiO2/ZnO的吸收带边红移,表明催化剂可以在更高的波长范围内吸收光波,且禁带宽度变大表明光生电子和空穴具有更强的氧化还原能力,因此具有更强的光催化活性.相比于磁性Fe3O4@TiO2,磁性Fe3O4@TiO2/ZnO催化剂对罗丹明B的降解率从65.33;增加到98.11;.循环使用5次后,磁性Fe3O4@TiO2/ZnO催化剂对罗丹明B的降解率仍保持92.05;,说明该催化剂具有易于回收和良好的循环稳定性.