来瓦希尔骨架材料MIL-53(Al)填充PEBA膜渗透汽化分离水中苯胺

将来瓦希尔骨架材料MIL-53(Al)引入到聚醚共聚酰胺（PEBA-2533）高分子相中制备了不同填充量的PEBA/MIL-53(Al)杂化膜并用于渗透汽化分离水中微量苯胺。X-射线衍射结果证实MIL-53(Al)被成功合成。扫描电镜和激光粒度分析结果表明所制备MIL-53(Al)颗粒粒径在纳米尺度范围内。采用扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射、差示扫描量热和水接触角对杂化膜进行了表征，并考察了杂化膜的溶胀行为和分离性能。结果表明，所得杂化膜的热稳定性较好。当MIL-53(Al)质量分数小于20%时，MIL-53(Al)在高分子相中分散均匀，继续增大填充量出现团聚现象。杂化膜的结晶度随MIL-53(Al)填充量的增加而降低。MIL-53(Al)的引入增强了杂化膜的疏水性和溶胀度。在料液温度为60℃、膜下游压力400Pa、料液苯胺质量分数为3.6%时，MIL-53(Al)质量分数为20%的杂化膜（M-20）综合分离性能最优，渗透通量达到2.15kg/(m²·h)，分离因子为264。12天的稳定性测试结果表明所得杂化膜分离性能无显著变化，能够满足渗透汽化应用要求。     

二元醇共价交联羧基化石墨烯复合膜和正丁醇脱水性能

以二元醇（乙二醇、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇）为交联剂,通过抽滤的方式在涂覆盐酸多巴胺的聚醚砜（PES）支撑层上制备了共价交联的羧基化石墨烯/聚醚砜（CG/PES）复合膜。稳定性测试证明盐酸多巴胺的涂覆和二元醇的交联显著提高了分离层和支撑层以及CG纳米片间的结合力。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和水接触角测试仪对复合膜的物化性质和微观形貌进行了表征。结果表明,所得复合膜的分离层连续无缺陷,厚度在60~64nm之间。二元醇与CG纳米片上的羧基成功发生反应,将CG纳米片锚固在一起。交联剂的引入没有大幅降低亲水性且实现了对分离层层间距的有效调控,随二元醇分子尺寸增加,所得复合膜的层间距由0.761nm提高到0.778nm。CG/PES复合膜对正丁醇/水混合物具有优良的渗透汽化分离性能。在料液温度为50℃、料液中水的质量分数为10%时,三种交联剂所得复合膜的渗透通量分别达到0.79kg/(m²·h)、0.87kg/(m²·h)和0.96kg/(m²·h),而分离因子比未交联的复合膜高一个数量级。15天的稳定性测试结果表明,所得复合膜分离性能无显著变化,能够满足渗透汽化应用要求。     

磺化来瓦希尔骨架(MIL-101(Cr)-SO3H)/磺化酚酞侧基聚芳醚砜杂化质子交换膜的制备及性能

应用水热合成法制备了来瓦希尔骨架材料（MIL-101（Cr））,通过后磺化法将磺酸（SO₃H）基团引入MIL-101（Cr）的笼状结构中,得到具有质子传导功能的MIL-101（Cr）-SO₃H。FTIR结果表明,磺酸基团成功引入到MIL-101（Cr）中。SEM和XRD结果表明,磺化前后材料的粒径在纳米尺寸范围,且MIL-101（Cr）-SO₃H颗粒的晶体结构无坍塌。元素分析结果表明,MIL-101（Cr）-SO₃H的磺化度为0.36。然后将MIL-101（Cr）-SO₃H掺杂到磺化酚酞侧基聚芳醚砜（SPES-C）中制备了MIL-101（Cr）-SO₃H/SPES-C燃料电池用杂化质子交换膜。SEM结果说明,MIL-101（Cr）-SO₃H/SPES-C杂化膜内MIL-101（Cr）-SO₃H分散均匀,SPES-C与MIL-101（Cr）-SO₃H两相相容性较好,膜内无缺陷。TGA分析结果表明,MIL-101（Cr）-SO₃H/SPES-C杂化膜热稳定性优良。MIL-101（Cr）-SO₃H的引入可以提高MIL-101（Cr）-SO₃H/SPES-C杂化膜吸水率并降低甲醇渗透性。随填充物MIL-101（Cr）-SO₃H的含量增加和测试温度升高,MIL-101（Cr）-SO₃H/SPES-C杂化膜的质子传导率随之增大。当温度为80℃时,MIL-101（Cr）-SO₃H填充量为5wt%的MIL-101（Cr）-SO₃H/SPES-C杂化膜的质子传导率达到0.162 S·cm-1,比商用Nafion膜的质子传导率（0.134 S·cm-1）提高了20.1%。      

PVA-g-PAAm/α-Al2O3渗透汽化复合膜的制备和表征

以聚乙烯醇(PVA)和丙烯酰胺(AAm)为原料,合成了不同接枝度的PVA接枝PAAm共聚物(PVA-g-PAAm),并以0.2μm的α-Al2O3为支撑体成功制备出两种PVA-g-PAAm/α-Al2O3渗透汽化复合膜.用黏度法测定了不同接枝度共聚物的黏均分子量,并通过接触角,红外光谱(FT-LR)和热重(TGA)法对...     

以嵌段共聚物调控中间层的SiO_2复合膜的制备和表征

采用溶胶-凝胶模板法,以三嵌段共聚物PEO20PPO70PEO20(P123)为模板剂,制备SiO2中间层膜以改善SiO2复合膜的渗透和分离性能。比较了模板剂含量对溶胶粒径和膜孔径的影响。研究表明:随着模板剂含量的增加,溶胶粒子的尺寸和所制备的中间层的孔径随之增加;中间层的加入利于制备出孔径分布窄,孔隙率高的SiO2复合膜。相对于无中间层膜,复合膜具有较高的渗透量和分离性能。在跨膜压差0.04MPa时,复合膜对氮气的渗透系数可达5×10-8mol/m2s Pa,正己烷/氮气的分离因子为2.6。     

离子液体/低共熔溶剂用于NH3分离过程的热力学分析

氨气（NH₃）作为一种有害气体,其传统吸收技术存在诸多缺陷,亟需开发性能优越的NH₃吸收剂,以开发新型NH₃分离技术。离子液体和低共熔溶剂作为气体分离过程的潜在吸收剂,因低挥发性、良好的热稳定性以及灵活的可调控性等特点受到越来越多的关注。但离子液体和低共熔溶剂数量众多,筛选困难。采用热力学分析方法分析离子液体和低共熔溶剂用于NH₃分离过程,基于Gibbs自由能变,拟合出分离过程的最佳操作条件,将总能耗和离子液体用量作为筛选标准,筛选出性能良好的[Omim][BF₄]。将[Omim][BF₄]与传统NH₃吸收剂水对比,发现[Omim][BF₄]具有更低的能耗。最后,拟合出筛选标准与离子液体/低共熔溶剂的临界性质间的规律,为开发新的NH₃吸收剂和新的分离技术提供依据。     

高盐有机废水处理技术研究新进展

  随着工业的发展,大量排放的高盐有机废水对环境产生非常不利的影响。本文对传统的物理化学方法处理高盐废水进行总结,重点论述了膜分离技术在高盐有机废水处理中的应用。同时指出生物法（好氧生物法、厌氧生物法和好氧/厌氧组合工艺）被广泛地用于高盐有机废水的处理,其处理性能主要取决于嗜盐微生物的培养和驯化。在综合分析的基础上,指出高效能氧化剂的研制、性价比优良膜的制备、嗜盐菌的快速驯化和新型生物反应器的开发是高盐有机废水处理技术中的热点研究问题,物理化学法和生物法的组合工艺是高盐有机废水处理的研究方向。     

在新的培养方案下,《化工原理》课程的思考与探讨

在新的培养方案下,学生的课程门类庞杂,学习负担加重,而化工原理学时又在大幅度缩减,如何培养学生的工程意识,提高其创新能力面临着挑战。本文主要从其课程的理论教学、实验教学、课程设计三个方面在教学方法、教学内容、评价体系等方面做了研究,激发学生学习化工原理的兴趣,使学生由原理的被动学习变为主动学习,促进学生的综合发展。     

三维石墨烯/聚苯胺纳米线复合材料合成及室温气敏性能

以三维石墨烯和苯胺为原料,使用化学氧化聚合法制备二元复合材料三维石墨烯/聚苯胺纳米线(3D-rGO/PANI),石墨烯既是气敏材料的组成部分,又是聚苯胺的生长模板。复合材料的结构表征使用扫描电镜、红外光谱仪和比表面测试仪。结果表明:PANI是线状结构,复合材料有大量空隙,比表面积大。室温下,和纯PANI相比,3D-rGO/PANI对H2表现出较好的气敏性能,H2浓度为500×10-6时,灵敏度达到10.6。复合材料的大比表面积和协同效应有助于气敏性能提高。     

ZnO纳米片/聚苯胺制备与紫外激发室温气敏性能

采用两步法制备氧化锌纳米片/聚苯胺(ZnO/PANI)复合材料,首先制备ZnO纳米片,然后以此为载体,通过苯胺单体的原位聚合得到最终产物。通过XRD、FTIR、FESEM、氮气吸附-脱附和紫外-可见漫反射对合成材料进行表征,研究了其紫外激发室温气敏性能,分析了可能的紫外激发气敏机理。结果表明,在紫外光激发下,ZnO/PANI复合材料实现了室温检测,乙醇浓度100×10~(-6)(体积分数)时,灵敏度较高达到17.6,响应和恢复时间均在30 s以内。