玄武岩纤维系统处理典型水质的水处理技术研究

选取玄武岩纤维作为生物接触氧化系统的载体,以COD、NH4+-N、TP和DO为考核指标,对比系统在不同水力停留时间下对黑臭水体的净化效能,并分析其差异性.结果表明,系统在HRT=24 h时经济性好且净化效果佳,对COD、NH4+-N和TP的平均去除率分别达到81.7％、52.1％和68.2％,将DO从4 mg/L提升至...     

四羧基金属酞菁负载纤维素纤维的制备及其消臭性能研究

合成了四羧基铁酞菁(Fe-CPc)和四羧基钴酞菁(Co-CPc),并对其进行了元素分析和红外光谱表征.在酸性条件下,将四羧基金属酞菁负载到改性纤维素纤维上,制备得到消臭纤维.实验结果表明,在室温条件下,四羧基铁酞菁消臭纤维(FePcF)、四羧基钴酞菁消臭纤维(CoPcF)和混合金属酞菁消臭纤维(CoFePcF)3种功能性纤维都能有效去除甲硫醇、硫化氢、氨气和三甲胺,甲硫醇和硫化氢按催化氧化机理除去,而氨气和三甲胺按酸碱中和机理除去;3种消臭纤维对甲硫醇和硫化氢的消臭效果为CoFePcF>CoPcF>FePcF.     

聚丙烯酰胺/玄武岩纤维复合水凝胶的制备及性能

近年来,玄武岩纤维因其高强度、耐高温、优良的耐候性以及良好配伍性等优势,近年来被尝试用于改性PAM水凝胶体系以提升其力学性能。然而,现有改性方法易于受到外界长时间作用力的破坏,从而严重影响水凝胶功能的发挥。为解决这一问题,通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(TMSPMA)与玄武岩纤维(BF)反应,制备含双键修饰的BF(BF-TMSPMA)。将丙烯酰胺(AM)与BF-TMSPMA混合后进行反应,制备BF改性的聚丙烯酰胺复合水凝胶(PAM/BF-TMSPMA)。BF-TMSPMA改性后,复合水凝胶的力学性能得到明显提高。当BF-TMSPMA浓度为1mg·mL^-1时,复合水凝胶拉伸强度为40.1±5.4 kPa,为PAM水凝胶的12.8倍;复合水凝胶断裂伸长率为2700.2%±25.8%,为PAM水凝胶的5.4倍;复合水凝胶杨氏模量为45.8±3.4 kPa,为PAM水凝胶的12.7倍;复合水凝胶韧性为450.4±14.8 kJ·m^-3,为PAM水凝胶的30.6倍。复合水凝胶也具有良好的自修复性能,切断的水凝胶自修复后断裂伸长率达2217.2%...     

氧化还原功能纤维的研究Ⅵ．含胺基及乙二胺基功能纤维与Au~（3＋）的氧化还原反应机理

本文通过红外光谱分析、元素分析及光电子能谱分析等实验手段证实胺基及乙二胺基纤维中氧原子与Ａｕ３＋未发生氧化还原反应，而邻近的碳原子被氧化成羟基碳或羰基碳，并伴有氮原子的脱落，而部分吸附态Ａｕ３＋最终被还原成Ａｕ０。     

氧化还原功能纤维的研究──含醇胺基纤维的制备及其与Au~（3＋）的氧化还原吸附反应

用二乙醇胺、乙醇胺及三乙醇胺与反应性氯甲基化纤维进行胺化反应，得到的功能纤维Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的含氮量分别为２．２６、２．７１和１．８６ｍｍｏ１／ｇ．吸附实验结果表明，纤维Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对Ａｕ~（３＋）的最大吸附量分别为５５０、６２０、４０９ｍｇ／ｇ，且能将部分吸附态Ａｕ~（３＋）还原成单质金．通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱以及光电子能谱证实纤维中与氮原子相邻的羟基碳原子先被氧化成了羰基而氮原子未被氧化．     

氯酚废水的生物处理技术的研究与进展

氯酚由于其本身芳环结构和氯代原子的存在而具有很强的毒性和抗降解能力，生物处理技术由于经济、易管理而得以到广泛研究和应用，主要包括好氧生物处理，厌氧生物处理，厌氧与好氧联合生物处理有培育高效菌株等，另外，近年来催化氧化法降解氯酚技术发展较快，研究最我的是光催化降解，其次Ｏ３，Ｈ２Ｏ２催化解降的研究也有报道。     

活性炭纤维催化氧化NO的量子化学研究

利用密度泛函理论的B3LYP方法,6-31G(d)基组,在zigzag型的四并苯模型上对NO、O2分子在活性炭纤维(ACFs)表面的吸附行为进行研究,并探讨了ACFs催化氧化NO的主要机理路径。研究结果表明,环境气氛中的O2分子可以先吸附于ACFs表面形成两个半醌基(C-O),之后C-O和吸附态的NO(C-NO)发生氧化反应生成-NO2;游离态的O2也可以经过ACFs表面的催化作用形成活性氧原子(O*)从而直接和吸附态的NO反应生成-NO2。与NO相比,O2分子的吸附能大,在同NO的竞争吸附中占据优势,结合统计热力学分析,吸附态的NO和游离态的O2所产生的活性氧原子发生氧化反应是NO转化为NO2的主要途径。     

基于纤维小体展示技术的酿酒酵母纤维素乙醇研究进展

利用联合生物加工工艺生产第二代燃料乙醇(纤维素乙醇)是国内外的研究热点.前期的研究结果表明,酿酒酵母分泌或展示非复合型纤维素酶体系的应用效果并不理想,而复合型纤维素酶体系(即纤维小体)因对纤维素的降解能力比非复合型纤维素酶体系更强,所以其在酿酒酵母细胞表面的组装研究受到越来越多的关注.目前,单支架和双支架纤维小体在酵母细胞表面的完全自组装以及多细胞协同参与的非完全自组装均已实现.纤维小体展示型酿酒酵母已能直接利用结晶型纤维素发酵生产乙醇,但由于降解模块的结构缺陷,纤维素乙醇的产量仍然偏低.本文对纤维小体的酵母展示技术及其在纤维素乙醇发酵中的应用研究进行了论述,并对该领域的发展方向进行了展望.     

聚丙烯腈/氧化石墨烯复合纳米纤维的制备与性能研究

以氧化石墨烯为添加物,采用静电纺丝的方法制备不同质量分数的聚丙烯腈/氧化石墨烯(PAN/GO)复合纳米纤维。使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对复合纳米纤维的微观结构进行观察;采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)研究复合纳米纤维的热学性能随着氧化石墨烯添加量增加的变化;采用微机控制电子万能试验机对复合纳米纤维的力学性能进行研究。结果表明,加入氧化石墨烯后,纺制的PAN/GO纳米复合纤维会变细,但随着GO添加量的增多出现珠节现象,降低了纤维的粗细均匀度,同时加入GO后对PAN的氧化具有一定的抑制作用,而且GO的加入也使PAN的力学性能增加,当加入量为0.1%时断裂强力增加了一倍,但添加量为1%时,断裂强力又会降低,综合实验结果显示当加入氧化石墨烯的质量分数为0.1%时最适宜。     

超高相对分子质量聚丙烯腈基多孔中空氧化纤维的制备工艺研究

以超高相对分子质量聚丙烯腈基多孔中空纤维为原丝制备了多孔中空氧化纤维 ,研究了其制备工艺 .详细考察了氧化工艺条件 (温度、时间 )对多孔中空氧化纤维环化程度的影响 ,发现环化程度随氧化温度升高和氧化时间延长而提高 ;与以普通分子质量聚丙烯腈基实心纤维为原丝相比 ,氧化温度应较低 (<2 4 0℃ )、氧化时间应较短 (<2h) .     

碳纳米纤维增强钴酞菁催化氧化染料的性能研究

将氨基钴酞菁（CoTAPc）以共价键的形式负载到碳纳米纤维（CNF）上制备碳纳米纤维负载钴酞菁催化剂（CoTAPc-CNF）,利用原子吸收光谱、紫外-可见光吸收光谱、衰减全反射-红外光谱等方法对CoTAPc-CNF进行表征.选用具有氧杂蒽结构的罗丹明6G（Rh6G）为主要研究对象,研究CoTAPc-CNF对Rh6G的催化氧化性能,考察了温度、pH、NaCl、异丙醇等对CoTAPc-CNF催化性能的影响.结果表明,CoTAPc-CNF在常温中性条件下能有效催化氧化Rh6G;随着温度和pH的增加,CoTAPc-CNF催化氧化Rh6G速率逐渐提高;NaCl和异丙醇的加入,没有抑制催化氧化反应的进行,相反大大提高了Rh6G的降解速率,这与一般羟基自由基占主导的高级氧化体系完全不同;进一步采用电子顺磁共振波谱法证实CoTAPc-CNF/H2O2体系确实为非羟基自由基催化机理.另外,研究发现CoTAPc-CNF还能有效催化氧化其他共轭结构的染料,如偶氮染料酸性橙7（AO7）、三芳甲烷染料碱性绿1（BG1）.因此,本文探索的CoTAPc-CNF/H2O2非羟基自由基催化反应体系在处理成分复杂的实际印染废水中具有较好的应用前景.     

耐超高温SiC(Al)纤维先驱体——聚铝碳硅烷纤维的研究

以聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮铝(Al(AcAc)3)为原料,在常压高温条件下反应制备出聚铝碳硅烷(PACS),经过熔融纺丝制备了PACS纤维.应用GPC、IR、XPS、29Si-NMR、27Al-NMR、TG、SEM、元素分析和增重等一系列分析,分别对PACS纤维的微观组成、结构以及性能进行了分析.研究结果表明,以原料质量配比为6∶100(Al(AcAc)3∶PSCS)合成的PACS化学式为SiC2.0H7.5O0.13Al0.018,数均分子量为1700左右,最适宜制备PACS纤维;PACS纤维中主要存在SiC4、SiC3H等结构,同时存在Si—O—Al键;在氮气气氛中,PACS纤维的陶瓷产率达到52%左右;预氧化处理,PACS纤维中Si—H键与空气中的氧反应形成Si—O—Si交联结构,较聚碳硅烷(PCS)纤维易于氧化,经过预氧化的PACS纤维陶瓷产率达到80%左右,是制备耐超高温SiC(Al)陶瓷纤维的合适纤维;用预氧化PACS纤维制备的SiC(OAl)纤维和SiC(Al)纤维抗拉强度高,耐高温性能好.     

Fenton-UASB-生物接触氧化处理Fischer-Tropsch合成废水的研究

用Fenton-UASB-生物接触氧化组合工艺对Fischer-Tropsch合成废水进行处理。实验结果表明,采用Fenton法对废水进行预处理,在pH值为3,H2O2的投加量为30 mL/L,Fe2+投加量为1.2 g/L,反应时间为120 min时,去除了63%的CODCr,有效地提高了废水的可生化性;Fenton预处理出水经UASB厌氧生物处理后,CODCr去除率达90%以上;最后经接触氧化后,出水CODCr达100 mg/L以下,达到了GB8978-1996《污水综合排放标准》中化工类废水的二级排放标准。     

聚碳硅烷纤维的热交联研究

在无氧的情况下对PCS纤维进行热交联时 ,发现在热交联前纤维必须有一个最低的预氧化程度 ,然后通过PCS纤维自身热交联实现预氧化 ,这样可降低纤维 1 3的氧含量 ,制备性能优良的SiC纤维 .研究了低预氧化PCS纤维热交联反应的机理 ,并对引入氧在热交联中所起的作用进行了分析 .研究结果表明 ,PCS纤维能够进行热交联处理所需的最低预氧化程度为纤维氧增重 9% ;热交联的过程主要是消耗了PCS中的SiH键 ,生成SiCH2 Si键 ,形成分子间交联 ;引入的少量氧预氧化时生成SiOH键 ,热交联中发生脱水反应生成SiOSi键 ,在纤维表层形成保护层 ,保证了纤维的热交联顺利进行     

海藻纤维用不同溶剂处理后分散性的研究

通过湿法纺丝技术,将纺丝液挤出到凝固浴中,制备出海藻纤维丝束.然后利用不同的溶剂对海藻纤维丝束进行浸泡处理30 min,60℃条件下干燥3 h后,通过光学显微镜观察海藻纤维丝束在不同溶剂中的变化,通过扫描电子显微镜分析了海藻纤维表面的形貌变化及干燥后的海藻纤维丝束的分散状态,通过傅里叶红外图谱分析了海藻纤维和海藻酸钠粉末中氢键的缔合现象.在实验观察、红外谱图分析和吸湿理论的基础上,结合对不同溶剂之间的区别与联系的分析,探讨了海藻纤维丝束在干燥过程中产生并丝现象的界面理论模型,并应用这一界面理论模型对实验现象进行了合理的解释.最后,通过加热破坏氢键实验、封闭羟基实验和冷冻干燥实验,验证了这一界面理论模型的正确性的同时,也可以用来解决纤维丝束的并丝现象,扩展其应用范围.     

氧化还原功能纤维的研究──Ⅴ．含胺基及乙二胺基功能纤维的合成及其对Au~（3＋）的吸附性能

本文以反应性氯甲基化纤维为基体，合成丁氮含量分别为４．０６、４．９２ｍｍｏｌ／ｇ的含胺基（－ＮＨ２）及乙二胺基（－ＮＨＣ２Ｈ４ＮＨ２）功能纤维．静态吸附实验结果表明：在ｐＨ２．０乙二胺基纤维对Ａｕ３＋的吸附量达最大（６２０ｍｇ／ｇ），含胺基纤维的吸附量为２４８ｍｇ／ｇ；ＷＡＸＤ证实它们对Ａｕ３＋都有还原作用；含乙二胺基纤维对吸附态Ａｕ３＋的还原百分率最大值为９１％（ｐＨ４．０），而含胺基纤维在ｐＨ２．０的还原百分率为１００％，但ｐＨ＜０．６后，含乙二胺基纤维对Ａｕ３＋无还原作用；含乙二胺基纤维对Ａｕ３＋的吸附量随溶液温度升高而增大；在乙醇、１、４－氧六环、乙酸乙酯中含乙二胺基纤维对Ａｕ３＋的吸附量分别为４２、１４３、０ｍｇ／ｇ，且在乙醇中它对Ａｕ３＋有还原作用．吸附动力学实验结果表明：吸附初期为快速离子交换过程，中期为螯合吸附占主导地位，后期则是氧化还原吸附占优势．在扫描电子显微镜可观察到部分吸附在含乙二胺基纤维上的金聚集成粒状．     

聚铝碳硅烷纤维预氧化过程组成结构演变的研究

采用热重-差热分析、元素分析、扫描电子显微镜、凝胶渗透色谱、红外光谱和核磁共振等手段, 研究了聚铝碳硅烷(PACS)纤维预氧化过程中组成、结构演变的规律和反应机理. 结果表明, 空气中PACS纤维从210 ℃左右开始与氧发生放热反应; 随着预氧化温度的升高, 纤维的氧含量逐渐增加, 凝胶含量在氧增重为6～8 wt%时急剧增加, 纤维表面出现细小的微裂纹. 预氧化初期, 主要是Si—H键与氧的反应, 生成Si—O—Si键, 纤维的数均分子量急剧增加, 形成交联结构; 预氧化中期, Si—H键继续反应, Si—O—Si结构明显增多, 同时Si—CH₃和Si—H与氧反应, 生成少量的Si—O—C结构; 预氧化后期, 纤维完全交联, 纤维中存在SiC₄, SiC₃H, Si—O—Si和少量的Si—O—C结构.     

STXM研究氧元素在PAN预氧化纤维截面上的分布

采用扫描透射X射线显微镜( STXM),对聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维截面进行具有30 nm空间分辨率的元素分布研究,结合将两幅吸收图上对应像素点的光密度相比求解元素分布的双能衬度分析法,获得氧元素在PAN预氧化纤维截面上的分布信息.STXM实验结果表明,氧元素在PAN原丝截面上分布是均匀的;经过预氧化后,PAN纤维皮...     

催化氧化技术在可挥发性有机物处理的研究

挥发性有机物（VOCs）是一类具有毒性且对环境和人体健康产生威胁的有机化合物。目前催化氧化技术是有效净化VOCs的方法之一,它可以将VOCs转化为CO₂和H₂O。本文在总结国内外VOCs净化技术的基础上,着重介绍了催化氧化技术,并且对常用的催化剂种类、催化机理及存在的问题进行了总结。最后对催化氧化技术的发展趋势进行了展望。研究结果表明,贵金属催化剂的研究关键在于有效载体的选择及催化剂抗中毒性能的提高;与贵金属催化剂相比,钙钛矿和尖晶石等非贵金属催化剂的发展趋势为通过改变催化剂配方、催化剂形貌结构、活性组分粒径大小及比表面积等来提高催化剂的低温可还原性、储氧能力和氧缺陷,进而提高其催化性能。本文的评述将为选择合适的催化剂处理VOCs提供一定的参考基础。     

电纺Pd纳米粒子/碳纳米纤维复合材料对甲醇的电催化氧化研究

利用静电纺丝技术制备了含有乙酰丙酮钯(Pd(Ac)2)前体的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,经H2还原和900℃碳化处理得到了Pd纳米粒子负载的碳纳米纤维复合材料(Pd/CNF).此方法中,CNF的制备和Pd纳米粒子的形成是同步进行的,无需对碳载体进行任何预处理,实现了纳米粒子负载CNF的一步制备,简化了实验步骤的同时确保CNF载体骨架的完整性.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析表明,大小均一的Pd纳米粒子牢固地分散在CNF表面,其粒径约为60 nm.X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)表征了Pd/CNF的晶体结构.Pd纳米粒子以单质态形式存在,具有面心立方体结构.通过循环伏安法(CV)和计时电流法等电化学方法研究了Pd/CNF复合材料对甲醇的电催化氧化情况,Pd/CNF对甲醇氧化显示出优异的催化活性和稳定性,优于商业化Pd/C催化剂.