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。     

秸秆纤维素吸油材料的研究进展

吸油材料在解决油污染问题特别是处理海上溢油事件中发挥着极其重要的作用,针对废油的处理和秸秆纤维素综合利用的发展,系统总结了秸秆纤维素吸油机理、改性方法及保油性等国内外的最新研究现状,并对其未来的发展方向和前景做了展望,指出利用廉价的秸秆纤维素通过改性制备高附加值的吸油材料在农业废弃资源综合利用和维护生态可持续发展等方面具有较大的经济效益和应用价值。     

聚丙烯熔喷空气过滤材料表面仿生改性及性能

聚丙烯(PP)熔喷空气过滤材料的抗菌性能较差,细菌、霉菌等微生物会寄生于材料表面。文中利用仿生改性法,以单宁酸(TA)为抗菌改性剂、CuSO₄/H₂O₂为促进剂制备了具有优异抗菌性能的PP/TA熔喷空气过滤材料。分析讨论了TA改性溶液浓度和CuSO₄/H₂O₂促进剂的加入对PP/TA熔喷空气过滤材料结构与性能的影响。结果表明,CuSO₄/H₂O₂促进剂的加入将TA改性时间从24 h缩短至40 min,并增强了PP/TA熔喷空气过滤材料的改性牢度。当TA浓度为6 g/L时,PP/TA熔喷空气过滤材料相较于PP熔喷空气过滤材料其过滤效率和压降分别提升了2.7%和4 Pa,水接触角降低了17.5°;且TA改性对PP熔喷空气过滤材料的驻极性能并无影响,驻极后PP/TA熔喷过滤材料的过滤效率为95.56%,压降为38 Pa,且具备良好的抗菌性能。同时,CuSO₄/H_2<...     

仿生高取向结构聚乳酸/聚乙二醇/十二烷基硫酸钠熔喷非织造材料的原位牵伸制备及定向导液特性

为增强聚乳酸（PLA）超细纤维非织造材料的液体定向传输能力，选用聚乙二醇（PEG）和十二烷基硫酸钠（SDS）改善PLA的亲水性，并通过原位牵伸辅助的熔喷成型工艺制备了仿生高取向结构PLA/PEG/SDS超细纤维非织造材料，研究了不同牵伸倍率对材料结构与性能的影响。结果表明，PLA/PEG/SDS共混聚合物的玻璃化转变温度为50℃左右，适合进行牵伸；随着牵伸倍率从1.0增加至2.0，高取向度纤维（取向角度≤20°）数量从10%增大至67%，纵向拉伸断裂强力提升151.5%，液体爬升高度从20 mm增大至62 mm。仿生高取向结构PLA/PEG/SDS熔喷非织造材料定向导液特性得到增强，因此满足其在加湿器、雾化器和3D打印机等微流体传输领域的应用。     

丝瓜络纤维的功能改性及其吸油性能研究

以天然丝瓜络为原料，经过高温碳化和棕榈蜡改性，得到改性丝瓜络，利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对改性丝瓜络的结构和形貌进行表征，通过吸油/吸水倍率评价了改性丝瓜络的疏水亲油性能。结果表明：在碳化温度为800℃、碳化时间为1h、棕榈蜡乳液质量浓度为2.5g/L、浸渍时间为10s时制备的改性丝瓜络纤维呈长圆筒形、由多层丝状纤维交织形成网状结构，且具有良好的疏水性和油吸附稳定性。改性丝瓜络作为一种环境友好且性能优良的吸油材料，有望在废水处理和油水分离等领域得到广泛应用。     

不同改性剂对聚氨酯海绵亲油疏水改性研究

以聚醚多元醇C3050H为原料制备了聚氨酯海绵,同时分别以二甲基硅油、疏水性二氧化硅粉体材料等3种改性试剂对聚氨酯海绵进行了疏水改性。通过冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)、静态接触角、力学拉伸等性能表征,对不同改性聚氨酯海绵对二甲苯的吸油倍率及200次循环使用性能进行了测定比较。结果表明:3种改性聚氨酯海绵均具有良好的疏水亲油性,对二甲苯的初次吸附倍率分别为0.81g/cm~3、0.90g/cm~3和0.85g/cm~3,使用200次后,对二甲苯的吸附倍率分别为0.69g/cm~3、0.82g/cm~3和0.71g/cm~3,与初次吸附倍率相比,仅分别降低了14.8%、8.89%、16.5%,与水的静态接触角仅分别降低了3.56%、8.11%和4.17%,循环使用后依然保持了较好的亲油疏水性能。研制的3种改性聚氨酯海绵具有吸附倍率稳定、可循环使用、无二次污染的特性,可作为水体苯系物泄露时的应急处理材料。     

聚合物吸能材料改性方法研究进展

目的 进一步提升聚合物吸能材料的吸能性能,促进聚合物吸能材料的研究与推广应用。方法 在对常见聚合物吸能材料进行分类的基础上,研究国内外聚合物吸能材料的改性效果,系统梳理不同类型聚合物吸能材料的改性方法,明确改性过程中存在的主要问题,对比分析不同改性方法的优缺点。结论 现有聚合物吸能材料在改性剂、制备工艺和改性方法上存在不足,对于改性剂的使用,需针对特定性能选择不同功能的改性剂,并添加合适的相容剂,以解决相容性差的问题。将来还需进一步加强对改性剂和基体相互作用机理的了解,研发新型功能化材料;对于改性方法的选择,需针对不同的加工条件和生产数量选择合适的制备工艺和方法,未来还应探索更多新技术和改性方法,以提高工业化生产速度。     

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。     

纳米SiO_2驻极体/聚乳酸复合熔喷非织造材料的制备及性能

采用纳米SiO_2为驻极体,经过表面改性与聚乳酸(PLA)复合,利用双螺杆挤出机制备了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片,并通过工业级熔喷生产线试制了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料。利用FTIR分析了纳米SiO_2的表面改性效果,利用DSC分析了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片在熔喷快速冷却条件下的结晶性能,利用滤料综合性能测试台和SEM研究了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的过滤性能及微观形貌,最后采用质量损失法评估了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的降解性能。研究结果表明:经表面改性处理,纳米SiO_2表面附上了有机活性基团;在100℃/min的冷却条件下纯PLA的结晶分数较低,纳米SiO_2驻极体的加入有助于PLA的结晶;少量纳米SiO_2驻极体的添加可显著提高PLA复合熔喷非织造材料的过滤效率,其中质量分数0.75%的纳米SiO_2添加量可使过滤效率达到99.69%,接近商用高效空气过滤器(HEPA)级聚丙烯(PP)过滤效率;在中性水解环境下,纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料具备可降解性能,经8个月质量降解至79.57%。     

表面改性空心微珠吸波材料的研究进展

综述了4种空心微珠的类型、表面改性方法以及其作为吸波材料的国内外研究状况,指出了表面改性空心微珠作为吸波材料的不足之处,提出了新型的空心陶瓷微珠吸波材料的制备方法及其发展方向。     

驻极体-增塑剂复合改性聚乳酸熔喷非织造材料的制备及性能

分别采用无机纳米SiO₂或一种商用有机助剂（O-electret）作为驻极体改性剂,并通过引入环氧大豆油（ESO）和聚乙二醇（PEG）作为增塑剂对聚乳酸（PLA）进行了复合改性,在传统工业熔喷生产线上制备了具有可生物降解特性的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料。利用转矩流变仪和熔融指数仪测试了复合改性PLA切片的流动性,发现加入ESO和PEG能使熔融指数提高到110 g/10 min。利用DMA测试了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的力学性能,发现采用增塑剂改性后能显著提高材料的拉伸强度和塑性。利用滤料综合性能测试台测试了的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的过滤性能,结果显示,驻极改性能够使其过滤PM2.5的效率提高至86%及以上。利用SEM研究了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料表面的微观形貌,结果表明,采用驻极体改性后,细纤维的比例显著增加;采用增塑剂改性使纤维更细更长,纤维间交错更加复杂。      

羰基铁粉作为微波吸收材料的研究进展

目的 介电损耗低、吸收带宽较窄、密度高等缺点制约着羰基铁粉（Carbonyl Iron Powder,CIP）在吸波领域中的应用。在CIP材料的基础上，使用不同的改性方法，开发“轻、宽、强、薄”的CIP微波吸收材料，实现对微波的高效吸收。方法 综述近年来羰基铁粉作为吸波材料的研究现状，介绍和分析不同改性方法，如形貌改性、涂覆改性、复合改性等对羰基铁复合材料吸波性能的影响。结论 CIP作为微波吸收材料，可以通过不同改性方法来改善缺点，制备的复合材料更符合当下社会对吸波材料的需求，与传统CIP材料相比，CIP复合材料作为微波吸收剂，具有更大的潜力。     

聚合物锂离子电池碳负极材料的电化学性能研究

研究了以中间相碳微球及改性石墨与中间相碳微球的混合物为聚合物锂离子电池负极活性材料的电化学性能。采用马尔文激光粒度仪、SEM、XRD分别表征了该负极材料充放电循环前后的微观形貌和结构：采用程控电池测试仪研究了中间相碳微球和其掺入改性石墨后的混合材料在不同条件下的倍率放电性能和循环性能，通过交流阻抗谱分析了两种负极材料的电化学性能。研究表明：掺入适量改性石墨可有效增大中间相碳微球的平均粒径和比表面积，也表现出材料的晶面间距减小、石墨化度增大、倍率放电性能降低、锂离子转移和扩散阻抗均增大等性能。     

纤维素基可降解吸水材料的研究与发展

纤维素基高吸水材料主要通过醚化和交联、接枝共聚和复合改性的方法制备,其中复合改性主要有纤维素/高分子复合以及纤维素/无机物复合两种。改性后,材料的吸水倍率可达几百至几千倍,同时还具备可生物降解性能,因此应用前景广阔。     

石墨基锂离子电池负极材料研究进展

石墨材料因具有稳定性高、导电性好、来源广等优点,被认为是目前较为理想的锂电池负极材料。但天然石墨负极比容量及倍率性能不能满足高性能负极材料的需要,为解决这一问题,研究者们对其进行了一系列的改性研究。本文从石墨负极的改性方法阐述了锂离子电池石墨负极材料的研究进展,并指出了各种改性方法的优缺点,认为通过多种方法协同改性,是综合提高石墨负极材料的有效方法。     

聚氨酯改性聚异氰脲酸酯声学材料的研究

以多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)和聚醚多元醇为原料,采用聚氨酯改性方法合成缮了改性聚异氰脲酸酯泡沫体声学材料,并用扫描电子显微镜分析了泡沫的泡孔结构,还对泡沫的吸隔声性能、拉伸性能和阻燃性能进行了研究.实验结果表明,研制的泡沫材料具有比较均匀的泡孔结构,并具有较好的吸隔声性能、阻燃性能及拉伸强度,当泡沫材料厚度为20mm时,在125Hz～4000Hz范围内的平均吸声系数为0.34(驻波管法),在125Hz～8000Hz范围内的平均隔声量(声强法)21.7dB,氧指数为30.5,拉伸断裂强度为614.9kPa.另外研究结果还表明,在以聚氨酯改性聚异氰脲酸酯泡沫为主体材料的复合材料中,表面所加的饰面层对其吸隔声性能一般有较大的影响.     

超临界二氧化碳技术制备的聚丙烯/三元乙丙橡胶开孔发泡材料的吸油行为

以聚丙烯(PP)和三元乙丙橡胶(EPDM)的混合物(质量比为70∶30)为聚合物基体,利用超临界二氧化碳发泡技术调控工艺过程,制备出不同发泡倍率和孔径的开孔材料,进而详细研究了其吸油性能。接触角测试结果表明,该材料具有良好的疏水亲油性。"吸油-压缩"循环测试结果显示,该材料具有良好的重复吸油性,同时,发泡倍率越大,材料压缩强度越小,而永久形变量也逐渐下降。最后,吸油动力学研究发现,单位质量的吸油量随发泡倍率的增大而增大,并且吸油动力学符合准二级吸附理论模型。     

疏水聚氨酯海绵吸油材料研究进展

采用吸油材料处理油水混合物是油水分离领域一种重要的方法,综述了疏水聚氨酯海绵作为吸油材料的最新研究成果。首先概括了聚氨酯海绵吸油过程和机理,以及聚氨酯海绵疏水改性的两种思路。然后全面介绍了通过简单浸涂、层层自组装、枝接改性、溶胶-凝胶、化学刻蚀等表面改性方法制备的疏水聚氨酯海绵,以及通过优化发泡底物和共混改性试剂直接合成的疏水聚氨酯海绵。最后总结了研究中存在的问题,主要是采用疏水聚氨酯海绵对处理乳化油的研究较少,且对乳化油的吸油机理的认识还很浅。     

金属表面火焰喷焊改性后的力学性能

采用氧－乙炔火焰和不同的喷焊材料对金属表面进行改性处理，对其耐磨性能、多次冲击性能、接触疲劳性能进行了系统的试验研究和理论分析，并与现行常规处理工艺进行对比。试验结果表明：金属表面火焰喷焊改性处理后的接触疲劳性能受诸多因素影响，耐磨性能和多次冲击性能得到明显提高。     

钠离子电池负极材料锐钛矿型二氧化钛的研究进展

相较于锂离子电池，钠离子电池具有价格低廉、原料丰富、循环稳定性及倍率性能较好等优点，因此，随着低成本储能技术的需求日益增长，越来越多的研究者加入到钠离子电池基础研究和工程化探索的工作中。在钠离子电池体系中，负极材料在很大程度上影响着电池的能量密度、循环性能及安全性等。另外，在种类繁多的负极材料中，锐钛矿型二氧化钛(TiO₂)因自放电低、安全性高、循环寿命长、环境友好以及钠离子脱嵌电位相对较高等优点，逐渐成为钠离子电池负极材料的研究热点。然而，TiO₂属于半导体，离子扩散速率小和电子电导率低，严重制约着其倍率性能和循环性能，限制了其发展空间。因此，需对锐钛矿型TiO₂进行改性以提升其电导率。本文系统综述了微观结构调控、缺陷(氧空位和杂原子掺杂)以及与导电基体复合等改性方法对锐钛矿型TiO₂基负极材料导电性和储钠性能的影响，并对锐钛矿型TiO₂作为钠离子电池负极材料在未来的研究与应用进行了展望。