改性超滤膜技术在水处理中的应用研究进展

膜技术由于其兼具较好的处理效果和较小的环境影响的特点,在水处理领域的应用前景广阔,其中超滤膜因其抗污染能力强、使用寿命长的特点广泛应用于水处理中。本文针对不同的应用场景总结梳理了聚偏氟乙烯超滤膜、TiO₂管式复合超滤膜、聚醚砜超滤膜这三种常见的超滤膜材料的改性方法和改性膜特点,讨论了这些改性膜材料在水处理过程中的应用现状和亟需解决的问题,以期为膜处理技术中的发展和应用提供科学支撑和理论依据。     

等离子体技术在医用材料表面改性中的应用

本文从血液相容性、组织相容性、低分子物的渗出、药物缓释等方面出发,对等离子体处理、等离子体聚合、等离子体接枝聚合在医用材料表面改性中的应用作了综合介绍。     

碳纳米管在水处理材料领域的应用*

碳纳米管是国内外广泛关注的一类碳材料,近年来逐渐成为水处理材料领域的一个研究热点。本文就碳纳米管在水处理材料领域应用研究进展作综合论述,介绍了基于碳纳米管水处理材料改性和制备方法,总结了碳纳米管用于水处理吸附材料、光催化降解复合材料、吸附材料载体以及湿式氧化催化剂载体等方面的研究进展,分析了碳纳米管作为吸附材料、吸附材料/催化材料载体以及碳纳米管用于光催化降解复合材料的原理。     

壳聚糖及其衍生物在水处理中的应用

综述了壳聚糖及其衍生物作为絮凝剂在处理废水及生活饮用水中的应用。从人体健康及环境可持续发展角度看,开发其系列产品将有十分重大的意义。     

石墨烯及其复合材料在水处理中的应用

石墨烯(graphene,GE)是一种由sp2杂化的碳原子以六边形排列形成的周期性蜂窝状二维碳质新材料,具有比表面积大、电子迁移率高和化学稳定性强等特性。本文重点总结了近年来石墨烯及其复合材料应用于水处理吸附剂及光催化剂两个方面的研究进展。石墨烯及其复合材料对于处理重金属、有机污染物等污染物质的吸附效果好,吸附容量高;与光催化材料结合后,石墨烯由于其独特的物理化学特性有效增强了复合材料的光催化特性。最后对各种石墨烯及其复合材料在水处理中的应用作出了评价,同时对它们在水处理中的应用前景做了展望。     

改性高粱秸秆对磷酸根的吸附性能研究

将改性高粱秸秆用于磷酸根的吸附,研究了时间、酸度、温度以及改性高粱秸秆用量等因素对其吸附性能的影响。结果表明,在常温下,改性高粱秸秆对磷酸根具有良好的吸附性能,吸附时间快。改性高粱秸秆对磷酸根的吸附符合Langmuir和Freundli-ch吸附等温方程及准二级动力学方程,吸附过程以单分子层物理吸附为主。     

多孔炭材料在二氧化钛光催化水处理中的应用

光催化水处理技术是利用光照具有能带结构的半导体光催化剂诱发强氧化自由基(·OH),使有机污染物在常规条件下催化降解. 光催化反应条件温和、转化率高,而且二次污染小,具有良好的应用前景.     

水稻秸秆的改性及其对重金属Cu2+的吸附

重金属Cu2+可直接或间接危害人体,作为天然吸附剂的农业废弃物因价廉易得、来源广泛、吸附高效等优点备受青睐。本文选用水稻秸秆（RS）为吸附原料,分别经酸、碱改性后得到H2SO4-RS和NaOH-RS,通过FT-IR、SEM和BET对改性前后吸附材料的表面官能团、表观形貌和结构等理化性质进行分析,考察投加量、吸附时间、初始Cu2+浓度和离子强度对吸附效果的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线和热力学模型对吸附过程进行探讨。结果表明：改性水稻秸秆对Cu2+达到吸附平衡所需的投加量和时间较之未改性RS大大减少,去除率由42.0%分别提升至85.9%（H2SO4-RS）和90.0%（NaOH-RS）;随初始Cu2+浓度和离子强度的增大,RS的吸附性能显著降低,H2SO4-RS有所降低,而NaOH-RS只是稍有下降,NaOH-RS对150 mg/L含Cu2+溶液的去除率仍达到84.2%,离子强度cNaCl = 0.1 mol/L时去除率维持在86.1%。吸附动力学和吸附等温实验表明水稻秸秆对Cu2+的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型;热力学分析显示,相同温度下RS、H2SO4-RS和NaOH-RS吸附Cu2+过程的ΔG逐渐减小,且改性后两种吸附剂的ΔG均小于0,ΔH由改性前的正值转变为负值,说明水稻秸秆改性后吸附Cu2+的自发性更强,为自发的放热过程。     

改性蓖麻秸秆对镉的吸附特征研究

以蓖麻秸秆为研究对象,通过红外光谱、扫描电镜和比表面分析仪对改性前后蓖麻秸秆粉末的结构进行了表征,采用正交设计法研究了NaOH浓度、时间和温度对改性后蓖麻秸秆粉末对Cd~(2+)吸附的影响,并分析了改性前后蓖麻秸秆粉末对Cd~(2+)的吸附热力学和动力学特征。结果表明:NaOH改性使蓖麻秸秆中较多的羟基暴露出来,使得蓖麻秸秆的表面结构疏松、比表面积增加、有效吸附位点增加,提高了改性蓖麻秸的吸附能力; 10%NaOH在150℃、反应8 h后制得的改性蓖麻秸秆粉末对Cd~(2+)的吸附率最大,达71.24%,是改性前的1.79倍,吸附率提高了78.50%;改性蓖麻秸秆粉末对Cd2+的吸附是单层吸附,既有物理吸附也有化学吸附,改性后蓖麻秸秆粉末对Cd~(2+)的最大吸附容量是138.81 mg/g,是改性前的2.21倍,其吸附过程更适合用伪二级动力学模型描述。     

碳材料修饰铋系光催化剂及其应用

可见光半导体光催化剂具有高效利用太阳能从而解决能源及环境问题的优势,引起光催化及其他领域人们的关注.铋系光催化剂多属于窄带隙半导体材料,能够吸收太阳光谱中的大量可见光.此外,铋系光催化剂独特的层状晶体结构及较深的价带位置决定了其具有较高的催化活性,成为近年来半导体光催化领域研究的热点.碳基质材料由于具有比表面积大、热和化学稳定性高以及导电能力强等物理化学性质而被人们广泛研究.将碳材料与铋系半导体进行复合,两者之间的协同效应能够增强对反应物的吸附量,拓宽对太阳光的吸收范围,加速电子/空穴对的分离,从而提高催化活性.此外,碳材料修饰的铋光催化剂更易被分离及回收利用,可有效降低应用成本,具有潜在的应用前景.本文对近年来利用碳基质材料修饰铋系光催化剂的类型、制备方法、结构与性能、作用机理及其应用研究进行了综述,提出了目前利用碳材料修饰铋系光催化剂在材料设计、机理研究及应用等方面存在的主要问题,并对其未来发展方向进行了展望.     

多酸@金属-有机骨架材料的制备及其在废水处理中的应用

废水中的污染物由于其成分复杂、生物毒性大和难降解等特点,危害人体健康,因此,寻找开发一些能有效去除废水中的剧毒和难降解污染物的吸附剂成为亟待解决的问题.金属-有机骨架材料(MOFs)由于结构有序且多样、拓扑结构丰富、孔隙度超高、比表面积大、骨架结构稳定和易于掺杂其他组分等特点,使其在吸附领域得到了广泛的关注.多金属氧酸...     

Enhanced Crude Oil Sorption by Modified Plant Materials in Oilfield Wastewater Treatment

The treatment of oilfield wastewater with high crude oil content and complex composition is a problem requiring considerable attention. In order to effectively remove crude oil contained in wastewater, in this work, rice straw, as an oil-absorbing material, was modified and used as a sorbent for crude oil. Rice straw was modified with alkali and cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) by simple substitution reaction. The adsorption capacity of modified rice straw for oil was evaluated. The results illustrate that the adsorption rate of rice straw for crude oil was increased from 0.83 to 8.49 g/g, with the optimal conditions of 18% NaOH reacted for 90 min at 50 °C and 2% CTAC reacted for 60 min at 20 °C. The proposed modification method could be used for different materials to enhance the adsorption rate. The results of the contact angle test show that the modified straw changed from hydrophilic to hydrophobic, which may be the main reason for the improvement in the oil absorption rate. Finally, the surface structure of rice straw was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and N₂ adsorption–desorption isotherms, which further confirmed the hydrophobicity of the modified rice straw.     

金属-有机骨架材料及其在催化反应中的应用

金属-有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)材料是由金属离子和有机配体通过自组装而成的具有多孔结构的特殊晶体材料。由于其种类的多样性、孔道的可调性和结构的易功能化,已在气体的吸附和分离、催化、磁学、生物医学等领域表现出了诱人的应用前景。本文介绍了MOFs材料的类型和常用的合成方法,综述了近年来MOFs材料在催化领域的应用,特别是以MOFs材料中骨架金属作为活性中心、骨架有机配体作为活性中心和负载催化活性组分的催化反应,并对MOFs材料的催化应用趋势做了展望,以期对MOFs材料的催化性能有比较全面的认识。     

新型聚氨酯材料及其在舰船中的应用

综合评述了聚氨酯材料的特点,概括总结了聚氨酯高力学强度、低蠕变、宽温域模量稳定、阻尼可调等性能特点,介绍了聚氨酯材料在舰船中的使用概况,重点评述了聚氨酯在隔振器、消声瓦、水润滑轴承以及舰船防污涂料中的应用,并对其应用前景进行了展望。     

Electrospun Polymer-Inorganic Nanostructured Materials and Their Applications

Abstract

Materials based on polymer-inorganic nanostructures, e(Polym/INS), produced by combining functional polymers with inorganic nanostructured compounds represent a major area of research with many applications. This review provides a summary of the most relevant polymer-inorganic nanostructured systems found in the literature over the last decade. Then the most relevant and specific features of these systems are described. Finally, we summarize the progress made over the last decade in the development of polymer-inorganic electrospun hybrid materials with various morphologies, compositions and applications in environmental remediation, sensors, catalysts, energy area and biomedical uses.     

Graphene-Oxide-Based Fluoro- and Chromo-Genic Materials and Their Applications

Composite materials and their applications constitute a hot field of research nowadays due to the fact that they comprise a combination of the unique properties of each component of which they consist. Very often, they exhibit better performance and properties compared to their combined building blocks. Graphene oxide (GO), as the most widely used derivative of graphene, has attracted widespread attention because of its excellent properties. Abundant oxygen-containing functional groups on GO can provide various reactive sites for chemical modification or functionalization of GO, which in turn can be used to develop novel GO-based composites. This review outlines the most recent advances in the field of novel dyes and pigments encompassing GO as a key ingredient or as an important cofactor. The interactions of graphene with other materials/compounds are highlighted. The special structure and unique properties of GO have a great effect on the performance of fabricated hybrid dyes and pigments by enhancing the color performance of dyes, the anticorrosion properties of pigments, the viscosity and rheology of inks, etc., which further expands the applications of dyes and pigments in dyeing, optical elements, solar-thermal energy storage, sensing, coatings, and microelectronics devices. Finally, challenges in the current development as well as the future prospects of GO-based dyes and pigments are also discussed. This review provides a reference for the further exploration of novel dyes and pigments.     

抗蛋白质非特异性吸附材料及其在生物医学领域中的应用

生物材料是用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料,但由于蛋白质非特异性吸附现象的普遍存在,对这些材料造成污染,有时甚至危及生命安全。因此,研究具有抗蛋白质非特异性吸附性能的材料已成为生物医用材料领域的研究热点。本文首先介绍了蛋白质的吸附过程及材料抗蛋白质吸附的机理,重点综述了生物医学领域中广受关注的抗蛋白质吸附材料及其在生物医学领域中的应用,并对未来的发展趋势做了展望。     

碳点及其在无机材料中多种功能的应用

碳点（CDs）与无机材料结合可能改善两者的性能甚至出现新性能。本文重点介绍CDs以下三种性能在无机材料中的应用：利用CDs的发光性能,可将CDs与无机材料结合用于照明、防伪等;利用CDs的紫外吸收性能,可将其与无机材料结合用作紫外屏蔽剂;利用CDs的化学性能可调控无机材料的结构或增强无机材料的性能。最后,展望了CDs在无机材料中的多功能应用,以期为无机材料的创新性发展做出贡献。     

气凝胶材料的研究进展及其在航空航天领域的应用

气凝胶材料是由聚合物分子链或纳米粒子组成的一种三维纳米骨架结构的多孔材料,它具有低密度、高孔体积、高孔隙率和大比表面积等结构特点,表现出优异的光、热、声、电和力学等特性.气凝胶这种轻质材料能够很好地代替金属材料,在隔热保温、电磁屏蔽、能量储存和基体骨架等航空航天领域具有广泛的应用前景.本文介绍了气凝胶最新研究进展及其在...