石油沥青基球形活性炭孔结构和吸附性能的研究

采用扫描电子显微镜(SEM)对实验室自制的石油沥青基球形活性炭(PSAC)的形貌进行了观察,通过BET测定对PSAC的孔结构进行了表征,并探讨了PSAC孔的形成机理。结果表明,活化过程炭粒内表面微晶晶格缺陷上的氧化反应与烧失过程是孔形成的主要机理。同时以苯和四氯化碳为吸附质研究了PSAC静态吸附性能,并与普通粒状活性炭进行对比,研究了球形活性炭的二次吸、脱附性能。实验结果表明,PSAC的吸、脱附速度较快、再生性能优异,是一种高性能的炭质吸附材料。     

苯酚在介孔材料上的吸附性能的研究

采用软模板剂方法分别合成了二维六方（p6mm）结构的有序FDU-15介孔聚合物和硅基介孔材料SBA-15。通过XRD、SEM、氮气吸脱附等测试手段对材料的结构、孔笼等进行了表征。考察了FDU-15和SBA-15吸附水溶液中苯酚的吸附行为,研究了不同温度下水溶液中苯酚的静态吸附,随着温度的升高吸附量增大。Langmuir和Freundlich方程能够对苯酚在FDU-15上的吸附性能进行很好的拟合。     

蒙脱土/OBSH复合发泡剂结构对环氧树脂发泡影响研究

4,4-氧代双苯磺酰肼(OBSH)与多种结构的季鏻盐改性蒙脱土复合,制备系列OBSH复合发泡剂,用于环氧树脂发泡。考察发泡剂中蒙脱土结构对发泡材料泡孔密度、泡孔尺寸及泡孔分布的影响。结果表明,发泡材料的泡孔密度、泡孔尺寸以及分布情况受到蒙脱土结构的影响。添加钠基蒙脱土复合发泡剂的环氧树脂材料的泡孔密度最大,泡孔尺寸为140μm,添加十六烷基三苯基季鏻盐改性蒙脱土复合发泡剂的环氧树脂泡材料泡孔密度最小,泡孔尺寸为90μm,泡孔尺寸分布均一性较好。     

致孔剂对PS/MTQ多孔材料结构及性能的影响

以苯乙烯(St)为单体,含甲基丙烯酰氧基丙基的有机硅树脂(MTQ)为交联剂,甲苯为致孔剂,采用高内相乳液(HIPEs)模板法制备了PS/MTQ多孔聚合物材料。研究了致孔剂用量对PS/MTQ多孔材料孔结构及吸脱附性能的影响。结果表明,致孔剂对多孔材料泡孔及互通孔尺寸影响较为显著。     

疏水微／介孔材料的合成及其对苯及其同系物的吸附

以含氢聚甲基硅氧烷(PMHS)、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,在室温、无模板剂条件下合成了一种疏水微孔/介孔材料,通过调节PMHS/TEOS的比例,获得了3种具有不同微孔,介孔比例的多孔材料.并通过N2吸附,脱附、HRTEM、热重等手段对上述3种材料的结构特征及热稳定性进行了表征.结果发现,所得材料均具有微孔和介孔两种孔隙结构,且具有良好的热稳定性和疏水性,在500℃以下不会发生热分解.进一步利用脉冲色谱技术研究了上述3种材料对苯及其同系物的热力学吸附行为.结果表明,上述3种材料均能够实现苯及其同系物的完全分离,相应的亨利常数、吸附热、分离因子的大小顺序为:正丁基苯>正丙基苯>乙苯>甲苯>苯,且随着PMHS/TEOS比例的增加,亨利常数、吸附热以及分离因子都增加.     

PP/EPDM/CaCO_3/POFs复合发泡材料及吸油性能研究

在聚丙烯/三元乙丙橡胶/碳酸钙(PP/EPDM/CaCO_3)体系中,采用熔融共混法掺杂多孔有机骨架聚合物(POFs),经过间歇式发泡釜高压发泡成型得到了开孔复合发泡材料,研究了其微观结构和发泡倍率对成品油的吸附性能。结果表明:添加质量分数0.4%CaCO_3的复合材料在发泡温度152℃、CO_2保压压力20 MPa下,可制备出发泡倍率15.4倍的复合发泡材料,且泡孔尺寸均匀、孔壁光滑。引入POFs后,进一步提高了复合发泡材料吸油性能和疏水性能,当POFs质量分数为0.4%时,对90#汽油5 min的吸油倍率达到9.6倍,且对不同的成品油均有较好的重复吸油性。     

铁镧交联蒙脱土的合成及催化氧化性能

以临安钠基蒙脱土为原料,制备了铁交联和铁镧复合交联蒙脱土催化剂,利用物理吸附(BET)、扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并以铁镧复合交联蒙脱土(Fe/La-PILC)为催化剂,质量分数为30%的过氧化氢水溶液为氧化剂,考察反应时间、催化剂用量和过氧化氢用量对苯甲醇催化氧化制苯甲醛的影响.结果表明:铁镧复合交联蒙脱土形成了比较均一的中孔骨架结构;当苯甲醇与过氧化氢物质的量之比为1:2,Fe/La(200)-PILC(Fe与La物质的量之比为200)质量分数为4%,反应5 h时,苯甲醇转化率和苯甲醛选择性分别为62.1%和86.4%.研究铁镧交联蒙脱土催化剂的催化氧化机理,发现Fe/La-PILC催化氧化苯甲醇的活性氧来自于Fe/La-PILC所吸附的氧.     

氧化石墨烯/UiO-66对二氧化碳的变压吸附研究

采用水热法制备了氧化石墨烯(GO)与金属有机框架化合物UiO-66的复合材料。通过XRD衍射仪、傅立叶红外、扫描电子显微镜以及氮气吸脱附测试了样品的微观结构及孔结构参数。测试结果表明,金属有机框架化合物UiO-66与GO成功复合,并且随着GO含量的增加,金属纳米颗粒趋向于均匀分布在GO表面。初步考察了复合材料的孔结构及其对二氧化碳气体吸附性能,结果表明,随着GO含量的增加,对二氧化碳的吸附呈线性增加,说明随着金属有机框架化合物的均匀分散,GO与UiO-66的协同作用得以发挥。     

沥青/树脂基活性炭的制备及其吸脱附性能研究

以高软化点煤沥青、热塑性酚醛树脂为原料,在机械混合条件下,制备出比表面积大、吸脱附时间短、机械强度高的沥青/树脂基活性炭。通过偏光显微镜(OM)、N2物理吸脱附、TEM及苯的静态吸脱附实验对不同复合比沥青/树脂基复合颗粒进行对比研究。实验结果表明:沥青基活性炭吸脱附时间短,酚醛树脂基活性炭的静态饱和吸附值大、机械强度高;而沥青/树脂基活性炭则兼具沥青基活性炭与酚醛树脂基活性炭的优点,在机械强度为6.5 N(CP/PF-50/50)、静态苯吸附值达到472 mg/g时,仅需60 min进行脱附。结构及性质变化的原因在于:两种前躯体分子结构的不同导致两者在高温煅烧过程中由于所受热应力的不同而产生一定程度的界面剥离,进而形成一定量的孔道结构。     

石蜡/介孔复合相变材料的制备及其热性能

以高岭土为原料,通过微波合成法制备比表面积大、孔容量高、孔径分布均匀的介孔材料;并以该介孔材料为载体,石蜡为相变材料,采用真空吸附法制备石蜡/介孔复合相变储能材料。以N2-物理吸附脱附法、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)测试介孔材料的微观结构,通过FTIR对复合相变储能材料的兼容性进行表征,DSC测定复合相变储能材料的热性能,扩散-渗出圈法确定复合相变储能材料的稳定性。结果表明,所制备的介孔材料比表面积为961.64 m2/g,孔容量为0.854 mL/g,平均孔径为2.78 nm;复合相变储能材料中石蜡的最佳质量分数为50%,相变温度为56.9℃,相变潜热为75.2 J/g;石蜡和介孔材料是简单的嵌合关系,复合相变储能材料具有良好的热稳定性和兼容性。