生物质基聚氨酯泡沫的制备及吸油性能

将稻壳、液化剂和催化剂制备生物质液化多元醇,并以此生物质液化多元醇、辛酸亚锡、三乙烯二胺、有机硅匀泡剂、去离子水和多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)等为原料成功制备了生物质基聚氨酯泡沫(BPUF).研究了PAPI用量对BPUF的密度、拉伸强度、吸油性能的影响.结果表明:随着PAPI用量的提高,BPUF的密度减小,拉伸强度提高,BPUF的吸油倍率增加,对于3种不同的油品:苯、甲苯和柴油,柴油最大吸油量最低,苯最大吸油量最高,达到18g/g.     

聚甲基丙烯酸十二酯的合成及吸油性能

以甲基丙烯酸十二酯(LMA)为单体,采用悬浮聚合法合成了聚甲基丙烯酸十二酯(PLMA),研究了该树脂对柴油、汽油、甲苯和四氯化碳的吸油性能。结果表明,树脂的吸油率随着时间的延长不断增大,最后达到最大吸油率Qmax,CCl4的Qmax最大,为14.596 g/g,达到Qmax的时间约为110 min;柴油的的Qmax最小,为4.174 g/g,而吸油速率则随着时间的延长呈现出不断降低的趋势。树脂对CCl4、甲苯和汽油的保油率不到90%,对柴油的保油率达到90%以上。树脂的缓释保油率与油品的种类关系较大,树脂对甲苯和四氯化碳的缓释能力较大。     

溢油吸附材料研究进展

溢油吸附材料按照常规分类方法分为天然吸油材料、有机合成吸油材料和无机吸油材料三类。经过近些年的快速发展,其最大吸油倍率、吸油速率、吸附选择性、重复使用性和机械强度等性能均已得到极大的提升。通过对吸油材料总结归类,系统回顾了溢油吸附材料的发展历程和最新研究进展,并对材料吸油能力的提升方法和技术进行了综述评论,最后对溢油吸附材料下一步可能的研究方向进行了简要探讨。     

磁响应吸油材料的研究进展

海洋环境中的石油污染物主要来自于原油开采和井喷、运输船舶的漏油以及输油管道的泄漏。随着全球能源消费的快速增长,石油的开采与运输也变得日益频繁。然而,在此过程中衍生出的石油污染问题也更加严峻。据估计,世界各地每年平均溢油量多达40万t。大规模的海上溢油处理方法主要包括物理处理法、化学处理法和生物处理法三大方法。其中原位燃烧、分散剂降解等化学方法需要高昂的成本,并且会对环境造成二次破坏;微生物分解等生物方法对自然条件要求十分苛刻;使用机械装置(如撇油器或喷杆)的物理方法需要输入能量或在高压下进行操作。这些方法均不能充分满足对溢油处理的要求。最近学者提出了一种利用磁改性超疏水/亲油的可浸湿吸油材料进行油水分离的方法。这些材料主要由粘土(二氧化硅)、沸石、活性炭、碳纳米管、聚合物、羊毛和秸秆等物质作为基材,通过四氧化三铁纳米颗粒的嵌入或涂覆以赋予材料磁响应特性。这些具有高孔隙率、高比表面积和丰富孔洞结构的吸附材料不但具有可设计调整性,而且经过磁性颗粒改性后,能够制备出在除油能力、油品回收和操作成本等方面均优于传统方法的磁性吸油材料。尤以聚合物为基材的磁响应吸油材料的研究最为广泛,被磁性纳米颗粒涂覆的聚合物海绵的吸油量最高可达50 g/g,且都具有近95%的吸油效率。其他材质的吸油材料也有所报道。这些磁性吸油材料具有三大特点:(1)吸油效率高,吸油量稳定;(2)固油性能好,吸附油不易脱附;(3)易回收,能够循环利用。本文通过阐释吸附材料的磁改性和吸油机理,分析典型磁改性复合材料的吸油性能测试实验,指出各类吸油材料在溢油处理过程中的优势和局限。特别地提出了磁改性粉煤灰沸石吸油材料,概括了固体废物资源领域的最新研究热点,以期为国内相关研究提供参考。     

五种作物秸秆生物炭对重金属Pb^(2+)的吸附性的比较北大核心CSCD

为探讨小麦、玉米、水稻、花生壳和稻壳制备生物炭的差异,本文对这些植物纤维在不同预成型压力下制备的生物质炭的结构和性能进行了测定和分析,并研究了其对铅离子(Pb^(2+))的吸附性。结果表明:玉米、小麦和水稻三种秸秆生物质炭对溶液中Pb^(2+)的吸附性能较好,且在不同初始浓度下对Pb^(2+)的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附量分别为141.310、121.226和122.753mg·g^(-1)。而花生壳和稻壳生物炭对Pb^(2+)的吸附性能较差,吸附量分别为62.914和51.037mg·g^(-1)。玉米秸秆生物质炭的-OH、-C-H、C=C等表面官能团较多,可通过表面官能团的络合作用吸附溶液中的Pb^(2+)。小麦和水稻秸秆制备生物炭由于含有较高的碳酸盐、磷酸等无机矿物形成化学沉淀。不同初始压力下制备生物质炭对溶液中Pb^(2+)的吸附影响较小。     

气凝胶吸油材料的研究进展

油类污染给水质带来了严重的破坏,其治理方式一直是国内外的研究热点。燃烧、微生物降解、吸附法等常被用在油类污染的治理中,其中吸附法在吸附油类时因成本低、效率高、易于回收处理,同时对环境没有负面影响,引起了研究者的广泛关注。对于传统的吸附材料,如木棉纤维、谷物秸秆等天然有机吸附剂吸油能力低、亲水性差;硅藻土和沸石等无机吸附剂表现出较差的可浮性和缓慢的动力学;吸油树脂、聚丙烯纤维等合成有机吸附剂是非生物降解的。因此,迫切需要开发具有优良的选择吸附性、高吸附能力、适当的可回收性的吸附剂。与传统的吸附材料相比,气凝胶用于油类污染物的吸附具有质量轻、吸附量大、高选择吸附性等优点,成为近年来的研究热点。具有吸油性能的气凝胶主要包括二氧化硅气凝胶、生物质气凝胶、碳气凝胶和石墨烯气凝胶。上述四种气凝胶吸油材料各有优缺点,二氧化硅气凝胶成本低,但其吸附量远低于其他类别的气凝胶。生物质气凝胶来源广、环境友好,但机械强度低、易碎。碳气凝胶具有化学惰性,不易被污染,但是设备和工艺复杂,且有些原料有毒。石墨烯气凝胶的吸附量最大,但是高成本限制了其大规模使用。研究人员通过不同材料间的复合、原料的选择和工艺的简化,推进了气凝胶在实际油污处理中的应用。本文总结了各类气凝胶在吸油方面的研究进展,介绍了气凝胶的改性制备过程和吸油性能研究,对比了有机/无机硅基气凝胶和石墨烯气凝胶对油类的吸附性能与吸附动力学,并对气凝胶吸油材料未来的发展方向进行了展望。     

高吸油树脂材料研究进展

高吸油树脂材料是一种具有超强吸油保油能力的轻度交联高分子。它克服了传统吸油材料耐热耐寒性差、吸油种类单一、吸油速度慢、回收不方便等缺点,在处理原油开采和海洋原油运输泄漏等方面有着不可替代的优越性。文中综述了高吸油树脂不同发展阶段的特点,介绍了传统高吸油树脂、环保型高吸油树脂以及新型高吸油树脂的分子结构、制备方法和性能特点,并对高吸油树脂材料研究存在的问题和未来的发展方向进行了探讨。     

天然有机纤维吸油材料的结构特点及其功能化改性技术的研究进展

天然有机纤维作为一种可再生生物质资源,具有可生物降解性,显示出一定的吸油能力,近年来作为吸油材料的研究备受关注。首先概述了有机吸油材料的研究发展动态和吸油机理,然后详述了天然有机纤维的结构特点,并归纳和评价了其功能化改性技术,指出以天然有机纤维为基质,通过疏水改性和构筑表面微观粗糙度获得超疏水亲油表面,同时构建适宜的多孔性结构并引入光降解等模式,可望获得兼具突出吸油性能和可控降解能力的生态环保吸油材料。最后,对蛋白纤维(尤其是胶原纤维)在吸油领域的应用潜力及存在问题进行了总结和展望。     

鸡毛水解残渣海绵的制备及其吸油性能研究

为对还原法水解废弃鸡毛所产生的残渣加以二次利用,使用冷冻干燥方法将其制备成残渣海绵.确定了当残渣海绵孔隙率控制在96.5％时其吸油量和拉伸性能之间会有一个较优平衡,此时拉伸强度约为5.14 kPa;吸油试验表明残渣海绵具有良好的单油介质下吸油性能(橄榄油17.24 g/g,液体石蜡14.11 g/g)和优异的油水介质下选择性吸油能力,在最极端条件下吸附油水比例也可达4∶9,整体吸油表现优于同类吸油材料,如再生纸、脱脂棉等;FT-IR显示残渣中蛋白质未被完全水解仍存在大量肽键,SEM微观形貌和氮气吸-脱附曲线表明残渣海绵具备多孔结构,这些均为残渣海绵的高吸油特性提供了微观依据.结合残渣海绵吸油受温湿度变化影响较小的特点,可以认为其是一款具有良好应用价值且用途广泛的清洁材料.     

纳米Fe_3O_4@SiO_2复合材料的疏水改性与吸油性能

采用一步法制备Fe_3O_4@SiO_2纳米复合物,经疏水改性后,获得超顺磁性和超疏水性纳米复合材料。其饱和磁化强度为61.03emu/g,接触角为153.4°。对润滑油的吸附实验结果表明:对润滑油有较好的吸附能力,在30min内就可以达到吸附平衡,最大吸油量为1.40g/g;在pH为5~8范围内,该纳米复合材料呈现出较高的吸附容量;连续循环使用6次,其吸油量仍可达1.34g/g。可见,所制备的疏水型纳米Fe_3O_4@SiO_2复合材料是一种易回收和可循环使用的高效吸油材料。     

Removal of Cu(II) ions by activated poplar sawdust (Samsun clone) from aqueous solutions

In this work, adsorption of Cu(II) ions on sawdust (SD) and activated sawdust (ASD) has been studied by using batch adsorption techniques. The equilibrium adsorption level was determined to be a function of the pH, initial Cu(II) concentration, and adsorbent dosage. The equilibrium nature of Cu(II) adsorption has been described by the Freundlich and Langmuir isotherms. The experimental adsorption data were fitted to the Langmuir adsorption model both sawdust and activated sawdust. The equilibrium capacity of sawdust and activated sawdust were 5.432 and 13.495 mg copper per g adsorbent, respectively at room temperature and natural pH. The maximum adsorption capacity was obtained at the maximum zeta potential value that -74.5 mV (pH 5) for activated sawdust and at -48.4 mV (pH 4) for sawdust. It was observed that activated sawdust was a suitable adsorbent than sawdust for removal of Cu(II) from aqueous solutions.     

生物质基环保型聚氨酯的制备与应用研究进展

目的 从利用生物质资源制备环保型聚氨酯树脂的角度揭示聚氨酯的结构调控机制及性能影响因素,为植物油基聚氨酯及其印刷包装材料提供多种有效的制备途径,为印刷包装材料提供丰富的原料。方法 通过对比不同种类的植物油制备不同聚氨酯原料,综述包括蓖麻油、大豆油、葵花籽油、亚麻子油等油脂,以及木质素、腰果酚等制备生物质基多元醇、异氰酸酯作为扩链剂的二元醇原料。结果 详细讨论了生物质转化为活性原料用于合成环保型聚氨酯,并介绍了主要的机理和方法,认为环氧开环法仍是植物油转化为多元醇的主要途径。结论 利用生物质资源及其废弃物制备环保型聚氨酯是未来绿色聚氨酯类产品的最有效途径,在绿色化学和纳米科技的推动下,植物油基的绿色、高性能的环保型聚氨酯能成为印刷油墨、包装胶黏剂及涂层的关键原料,具有广阔的应用前景。     

静电纺丝法制备聚乳酸纳米纤维及其吸油性能

本文采用静电纺丝法制备了聚乳酸(PLA)纳米纤维毡片,并首次研究了PLA纳米纤维微观结构对材料吸油性能的影响机制。扫描电子显微镜(SEM)表征显示前驱体溶液浓度对PLA静电纺丝纳米纤维直径具有显著影响,较高的浓度导致纳米纤维直径变大,10wt.%的前驱体溶液浓度可获得直径为50~100nm的均匀纳米纤维。接触角测定发现优化后的PLA纳米纤维材料具有超疏水超亲油特性。系统研究了PLA静电纺丝纳米纤维毡片对柴油、润滑油和植物油的吸附性能,发现PLA静电纺丝纳米纤维对柴油、润滑油和植物油的最大吸油倍率分别达到37、116和51g/g。实验模拟发现所制备的PLA纳米纤维材料具有吸油倍率高,吸水率低和可生物降解等特点,可用于吸附水面溢油。     

植物油类调味品防漏油包装材料及措施探索

目的 寻找合适的植物油调味品包装材料、试验配件,以获取热封压力范围,解决植物油调味品行业实际生产中产品包装漏油问题。方法 采用PA15/PE62,PA15/PE65,PA15/PE55,PET/PET镀铝/PE,PET/Al/PE,PET12/PE38等7种包装材料,在使用自动制袋式填充包装机实际生产环境下进行50,150,300 g等3种规格的清油类底料灌装,并施加30 kg重物进行90 d储存试验,每隔15 d观察包装的封口质量;添加热封压力调节配件,在实际生产中可间接指示热封压力范围,进而探索不同材质的热封压力调节范围。结果 在进行了90 d压力储存后,发现3种规格的样品包装材料漏油率在0~17.95%之间,其中PA15/PE62在50,150,300 g等3种规格下的漏油率均为0,可见该材质在现有生产条件下能够有效缓解漏油现象;该压力配件效果较好,得出2种卷料的热封调节配件调节圈数集中在7.4~6.25圈,7.4~5.75圈。结论 PA15/PE65能有效缓解实际生产中的热封部位断根现象、漏油现象;该压力配件的使用便于生产企业找寻热封压力与热封温度的平衡点,进而缓解漏油现象。     

Adsorption of copper ions from aqueous solution by citric acid modified soybean straw

The objectives of the present study were to convert soybean straw to a metal ion adsorbent and further to investigate the potential of using the adsorbent for the removal of Cu(2+) from aqueous solution. The soybean straw was water or base washed and citric acid (CA) modified to enhance its nature adsorption capacity. The morphological and chemical characteristics of the adsorbent were evaluated by spectroscopy and N(2)-adsorption techniques. The porous structure, as well as high amounts of introduced free carboxyl groups of CA modified soybean straw makes the adsorbent be good to retain Cu(2+). The adsorption capacities increased when the solution pH increased from 2 to 6 and reached the maximum value at pH 6 (0.64 mmol g(-1) for the base washed, CA modified soybean straw (CA-BWSS)). The Cu(2+) uptake increased and percentage adsorption of the Cu(2+) decreased with the increase in initial Cu(2+) concentration from 1 mM to 20 mM. Both the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms were tested, and the Freundlich model fited much better than the Langmuir model. It was found that CA-BWSS have the highest adsorption capacity of the four kinds of pretreated soybean straw.     

汉麻秆芯/玉米秸秆充填缓冲发泡材料的制备及性能研究

目的 为减少对化石燃料的广泛依赖,用生物质复合材料替代合成纤维增强复合材料,制备轻质、缓冲等高性能天然纤维复合材料,开辟环境新材料领域创新的方向.方法 通过不同种类生物质填充物及配比变化,一步成型制备一种可降解轻质发泡缓冲材料,研究缓冲材料产品缓冲性能.结果 相同填充比例条件下,玉米秸秆发泡体缓冲性能优于汉麻秆芯材料;相同填充物条件下,填充比例为30％～40％,缓冲性能良好.结论 为各行业应用提供了环境友好的替代性结构产品,扩展了复合材料应用范围,尤其研发成本低、性能好的生物质复合材料具有重要战略意义.     

吸油烟树脂的制备及其性能的研究

采用悬浮法制备了一系列憎水性、高比表面积的多孔树脂,讨论了交联剂用量、致孔剂用量和组成对多孔树脂的吸油烟性能的影响.结果表明,当采用10份质量的DMA作为反应单体,采用90份质量的TRIM作为交联剂,采用100质量的致孔剂(其中甲苯为90份质量,正庚烷为10份质量)时所制得的多孔树脂的吸油烟率最大,达到0.305g/g...     

膨胀石墨对水面浮油的吸附性能

以硫酸为插层剂、过氧化氢为氧化剂,用化学法制备了膨胀石墨,分析了膨胀石墨对水面原油的吸附过程,测试了膨胀石墨对水面原油和齿轮油的最大吸附量。结果表明:膨胀石墨对水面原油和齿轮油的最大吸附量均与油的黏度和温度有关,最大吸附量随温度的升高而升高,随黏度的升高而降低。     

Adsorption of crude oil from aqueous solution by hydrogel of chitosan based polyacrylamide prepared by radiation induced graft polymerization

The adsorption of crude oil (initial concentration 0.5-30 g/L) from aqueous solution using hydrogel of chitosan based polyacrylamide (PAM) prepared by radiation induced graft polymerization has been investigated. The prepared hydrogel was characterized by FTIR and SEM micrographs. The experiments were carried out as a function of different initial concentrations of oil residue, acrylamide concentration, contact time and pH to determine the optimum condition for the adsorption of residue oil from aqueous solution and sea water. The results obtained showed that the hydrogel prepared at concentration of 40% acrylamide (AAm) and at a radiation dose of 5 kGy has high removal efficiency of crude oil 2.3g/g at pH 3. Equilibrium studies have been carried out to determine the capacity of the hydrogel for adsorption of crude oil, Langmuir and Freundlich adsorption models were applied to describe the experimental isotherms and isotherms constants. Equilibrium data were found to fit very well with both Freundlich and Langmuir models. Also the adsorption of oil onto the hydrogel behaves as a pseudo-second-order kinetic models rather than the pseudo-first-order kinetic model.     

Pyrolysis conditions and ozone oxidation effects on ammonia adsorption in biomass generated chars

Ammonia adsorbents were generated via pyrolysis of biomass (peanut hulls and palm oil shells) over a range of temperatures and compared to a commercially available activated carbon (AC) and solid biomass residuals (wood and poultry litter fly ash). Dynamic ammonia adsorption studies (i.e., breakthrough curves) were performed using these adsorbents at 23 degrees C from 6 to 17 ppmv NH(3). Of the biomass chars, palm oil char generated at 500 degrees C had the highest NH(3) adsorption capacity (0.70 mg/g, 6 ppmv, 10% relative humidity (RH)), was similar to the AC, and contrasted to the other adsorbents (including the AC), the NH(3) adsorption capacity significantly increased if the relative humidity was increased (4 mg/g, 7 ppmv, 73% RH). Room temperature ozone treatment of the chars and activated carbon significantly increased the NH(3) adsorption capacity (10% RH); resultant adsorption capacity, q (mg/g) increased by approximately 2, 6, and 10 times for palm oil char, peanut hull char (pyrolysis only), and activated carbon, respectively. However, water vapor (73% RH at 23 degrees C) significantly reduced NH(3) adsorption capacity in the steam and ozone treated biomass, yet had no effect on the palm shell char generated at 500 degrees C. These results indicate the feasibility of using a low temperature (and thus low energy input) pyrolysis and activation process for the generation of NH(3) adsorbents from biomass residuals.