添加改性纳米SiO2对芳纶纸性能的影响

采用4种不同用量的硅烷偶联剂KH-550对纳米SiO₂表面进行改性,并检测改性后纳米SiO₂粒径的大小;研究了改性后纳米SiO₂的添加量对芳纶纸性能的影响;通过扫描电镜(SEM)观察添加改性纳米SiO₂后芳纶纸的表观形貌,并将纳米SiO₂添加前后纸张抗张强度和介电强度进行了对比。结果表明,随着硅烷偶联剂用量的增加,改性纳米SiO₂的粒径有所减小;当纳米SiO₂与硅烷偶联剂KH-550配比为5 g∶20 mL、改性纳米SiO₂添加量为5%时,芳纶纸的抗张强度提高了66.2%,硅烷偶联剂用量的增加对纸张伸长率有一定影响,其紧度变化不明显;SEM图显示改性纳米SiO₂粒子填充在纸张空隙处利于纸张性能的增强;添加改性纳米SiO₂较未添加纳米SiO₂和添加未改性纳米SiO₂芳纶纸的抗张强度和介电强度均有所提高。     

芳纶短切纤维-芳纶浆粕增强云母纸性能的研究

为了提高云母纸性能,研究了在CPAM改性剂作用下添加芳纶短切纤维和芳纶浆粕对云母纸性能的影响。采用单因素实验确定了芳纶纤维用量及配比、CPAM改性条件以及丁苯胶乳用量对云母纸性能的影响。实验结果表明,芳纶短切纤维和芳纶浆粕在总用量7%、配比为2∶5时,可改善云母纸的机械性能和电气性能;使用CPAM对云母鳞片进行改性,当改性时间30 min、改性浓度12%、改性剂CPAM用量1%时,芳纶云母复合纸的抗张强度较纯云母纸提高了315.8%,介电强度提高45.6%;丁苯胶乳用量为5%时,芳纶云母复合纸的抗张强度较CPAM改性芳纶云母复合纸的增加了123.9%,对其电气性能没有影响。     

硅烷偶联剂KH-550表面改性纳米γ-Fe2O3

为了改善纳米γ-Fe2O3粉体的表面活性,通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)的水解和缩合反应对纳米γ-Fe2O3粉体进行表面改性。采用正交试验设计,以表面偶联包覆量为指标研究了偶联剂浓度、反应温度和反应时间对KH-550表面改性纳米γ-Fe2O3的影响。采用电子透射电镜(TEM)、红外线光谱分析仪(FTIR)和粒径分析仪表征。研究发现:最佳表面改性工艺条件为偶联剂质量分数为4.5%、反应温度为55℃和反应时间6 h;KH-550能与纳米γ-Fe2O3形成化学结合;表面改性后的纳米γ-Fe2O3能有效地阻止颗粒之间的相互团聚,纳米粉体的平均粒径减小43.9%,粒径分布更加集中,分散性能得到改善。     

纳米SiO2的分散及添加对芳纶纸性能的影响

通过正交实验探讨了分散浓度、超声时间、超声功率及分散剂用量对纳米SiO2分散性能的影响,并将纳米SiO2加入到芳纶纸中,研究了纳米SiO2的添加对纸张强度性能、紧度、介电性能及结晶性能的影响。结果表明,当纳米SiO2的分散浓度为0.1%,超声时间为30 min,超声功率为400 W,分散剂用量为2%时,分散性最好。当纳米SiO2的用量为15%时,芳纶纸具有最大的的抗张指数,为33.51 N·m/g,撕裂指数则在用量为10%时最大,为38.84 mN·m2/g。纳米SiO2的用量为15%时,纸张的耐压强度最大,为13.20 kV/mm,在实验中纳米SiO2的用量范围内,纸张的紧度基本不变。另外,相比未添加纳米SiO2的芳纶纸,加入纳米SiO2后纸张的结晶度有所降低。     

纳米纤维素增强芳纶云母纸性能的研究

为了改善芳纶云母纸成纸性能,研究了添加纳米纤维素(NFC)对芳纶云母纸性能的影响;同时采用单因素控制法确定NFC用量和超声波处理NFC对芳纶云母纸性能的影响,得到优化的工艺条件;并探究NFC增强芳纶云母纸的机理。结果表明,NFC添加量为10%(NFC∶芳纶∶云母=1∶2∶7)时,相比空白样,纸张抗张强度增加了447.6%,介电强度增加了6.3%;超声波处理NFC的最佳条件为:超声波功率1000 W,处理时间15 min,NFC初始浓度1.5%;相对于未经超声波处理的NFC,超声波处理NFC的NFC-芳纶云母纸的抗张强度增加了197.2%,介电强度增加了26.9%。NFC的加入填充了芳纶云母纸表面及内部的空隙,又在一定程度上减少了芳纶纤维的用量。     

改性纳米氧化锌/丙烯酸树脂复合涂饰剂的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂(KH-570)对纳米氧化锌进行改性,然后将其与丙烯酸树脂乳液共混合制备了改性纳米氧化锌/丙烯酸树脂复合涂饰剂。通过沉降试验及透射电镜表征,经KH-570改性过的纳米氧化锌的分散性大大提高。探讨了硅烷偶联剂及改性纳米氧化锌用量对涂膜性能的影响,研究结果表明:硅烷偶联剂用量的质量分数为5%时,复合涂膜的力学性能最佳;添加改性纳米氧化锌可以提高丙烯酸树脂的力学性能、耐摩擦性能及耐老化和抗紫外性能,当改性纳米氧化锌用量为0.4%(质量分数)时,涂膜的综合性能最佳。     

液体耐磨层Al2O3表面改性及分散性的研究

强化板的耐磨性能通常由耐磨表层Al2O3颗粒决定,Al2O3颗粒在水相和有机树脂中分散性差,容易团聚沉降。表面改性可有效地增进两相界面间亲和性,提高有机树脂对无机粒子的润湿能力,改善无机颗粒的分散。选用偶联剂KH-550对Al2O3颗粒进行表面改性,考察了KH-550用量、改性时间和改性温度等对活化系数的影响。实验得出Al2O3表面改性的最佳条件:改性剂用量2.0%、改性时间80min和改性温度80℃。通过粒度分析仪对改性后Al2O3颗粒水相分散液进行分析,峰值粒径越小和微分分布比例越集中说明分散效果越好,粒度分析的结果表明与活化系数表征效果一致。     

PPTA@ZnO NWs的功能化修饰及导热绝缘纸基材料的制备与研究

为了提高芳纶纤维纸基材料的导热性,通过水热合成法在对位芳纶纤维(PPTA)表面生长氧化锌纳米线(ZnO NWs),进一步用硅烷偶联剂KH550对PPTA@ZnO NWs进行功能化修饰,采用湿法造纸技术制备PPTA@ZnO NWs-KH550纸基复合材料并研究其导热性能、绝缘性能及力学性能。结果表明,ZnO NWs成功地均匀包覆在PPTA表面。与PPTA纸基复合材料相比,PPTA@ZnO NWs纸基复合材料的导热系数可达0.455W/(m·K),提高115.64%,且介电强度满足绝缘要求。经硅烷偶联剂KH550功能化修饰后,PPTA@ZnO NWs-KH550纸基复合材料导热系数较修饰前基本保持不变,呈现优异的绝缘性和良好的力学性能,介电强度增加3.69%,拉伸强度提高58.75%。     

KH-550改性Cu2O及Cu2O/PA6复合材料性能

为改善氧化亚铜(Cu₂O)粒子在尼龙6(PA6)中的分散性并增加粒子与聚合物基体之间可能的相互作用,选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对Cu₂O表面进行改性。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和动态接触角测量仪等对表面处理前后的Cu₂O进行分析,并讨论不同KH-550添加量对表面处理效果的影响。利用差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)等手段研究改性后Cu₂O中PA6的性能和Cu₂O的分散性和热性能。结果表明,用KH-550对Cu₂O纳米粒子进行表面处理可以改善尼龙6中Cu₂O粒子的分散性。     

纳米二氧化钛/丙烯酸酯复合乳液的合成研究北大核心

采用硅烷偶联剂(KH-570)对纳米二氧化钛进行表面处理,然后以过硫酸钾为引发剂,与甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等主要共聚单体通过乳液聚合方法,合成纳米二氧化钛/丙烯酸酯复合乳液。研究了聚合温度、引发剂用量、乳化剂用量、改性纳米二氧化钛用量等对丙烯酸酯单体转化率、乳液粒径及分布等的影响。通过傅里叶红外光谱仪表征了改性前后纳米二氧化钛性能,采用透射电镜、激光粒度仪对所制备的复合乳液进行了表征。结果表明:当反应温度为85℃,乳化剂用量为5%,引发剂用量为0.5%,改性纳米二氧化钛用量为2%时,反应单体转化率高达95%以上;且乳液粒径相对较小,分布较窄。     

Effects of ZnCl2/H2O/C2H5OH Treatment on the Filter Paper Performance

Bleached softwood kraft pulp (BSKP) fibers were pretreated in a 5 mol/L NaOH aqueous solution at 35℃ for 90 min. The ZnCl₂/H₂O/C₂H₅OH was used to treat the pretreated BSKP fibers, filter papers were then prepared. In the course of processing, the effects of various molar ratios of ZnCl₂/H₂O/C₂H₅OH on the filter paper performance were evaluated. SEM-EDX was conducted to analyze the physical configuration of the filter papers. Moreover, FT-IR and XPS were performed to further characterize the BSKP, the pretreated BSKP and the filter paper fibers. The results indicated that the fibers treated by ZnCl₂/H₂O/C₂H₅OH were swollen and exhibited slight fibrillation, leading to a looser fiber structure and therefore, enhanced filter paper performance. Air permeability increased from 161.7 L/(m²·s) to 1450.4 L/(m²·s) for the filter papers when the molar ratio of ZnCl₂/H₂O/C₂H₅OH was 1:14:1. The optimum molar ratio of ZnCl₂/H₂O/C₂H₅OH was found to be 1:14:1, and no significant effect of ZnCl₂/H₂O/C₂H₅OH on fibers’ functional groups was detected. These results showed that filtration performance of filter papers was improved when treated with the ZnCl₂/H₂O/C₂H₅OH solution.     

MoS2/g-C3N4复合纳米催化剂光催化深度处理造纸废水研究

本研究采用N-甲基吡咯烷酮复合MoS₂与g-C₃N₄,制得MoS₂/g-C₃N₄复合纳米催化剂。采用X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、光致发光光谱仪（PL）和扫描电子显微镜（SEM）对复合纳米催化剂进行表征,并利用MoS₂/g-C₃N₄复合纳米催化剂光催化深度处理造纸废水。结果表明,少量MoS₂与g-C₃N₄复合可提高复合光催化剂的光催化活性,反应时间180 min、pH值5、1.5% MoS₂/g-C₃N₄复合纳米催化剂投加量为2 g/L时,对造纸废水的COD_Cr去除率和色度去除率最高,分别达到63.4%和83.2%。MoS₂/g-C₃N₄的光催化活性有所增强是由于MoS₂与g-C₃N₄的能带结构匹配,降低了光生电子-空穴的复合几率,从而提高了催化剂的光催化活性。     

过氧化氢/臭氧-曝气生物滤池深度处理造纸废水生化出水

本研究采用过氧化氢/臭氧-曝气生物滤池组合工艺处理造纸废水生化出水,通过实验确定了优化操作参数,并对组合工艺的处理性能进行了探究。结果表明,组合工艺的优化操作条件为：pH值（7.3~8.4）、过氧化氢/臭氧投加量=113/60 mg/mg、氧化时间25 min、曝气生物滤池水力停留时间2.5 h、曝气生物滤池气水比3∶1。在优化操作条件下,过氧化氢/臭氧氧化后废水的生物处理适宜性显著提高;废水经组合工艺处理后,出水COD_Cr<20 mg/L、色度<10倍,达到企业废水回用水质要求。     

聚苯乙烯/Fe3O4悬浮填料的制备及类芬顿处理愈创木酚模拟废水的研究

均相芬顿(Fenton)处理废水存在化学药剂投加量大、铁泥产生量多的问题,类Fenton是有效的解决途径之一。本课题以羟基修饰的纳米Fe₃O₄(Fe₃O₄-OH)和苯乙烯(St)为主要原料,利用链式加聚反应合成聚苯乙烯(PS)/Fe₃O₄悬浮填料,用于类Fenton处理愈创木酚模拟废水。分别用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、超景深显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)对PS/Fe₃O₄悬浮填料进行分析和表征,发现PS/Fe₃O₄悬浮填料具有Fe₃O₄-OH和PS的双层复合结构,其中Fe₃O₄的质量占比为51.6%。对比研究了PS/Fe₃O₄悬浮填料和纳米Fe₃O_4<...     

响应面法优化O3/H2O2组合工艺处理制浆中段废水的研究

本研究为提高臭氧（O₃）氧化处理制浆中段废水的COD去除率,以广西某造纸厂制浆中段废水为研究对象,采用O₃/H₂O₂组合工艺对其进行高级氧化处理。分别探究了废水初始pH值、O₃用量、H₂O₂用量、反应时间和搅拌速度等影响因素对废水色度和COD去除效果的影响。为提高最优工艺参数的精确度,对O₃/H₂O₂组合工艺参数进行响应面优化法分析。结果表明,在废水初始pH值=8、H₂O₂用量为1.0 mL/L、O₃用量为480 mg/L的工艺条件下,废水色度为85.7倍,色度去除率为99.3%;COD_Cr达208.2 mg/L,COD_Cr去除率为84.5%。     

Preparation and Characterization of Co3O4/Graphene/Cellulose Nanofiber Composite Films

Nanocellulose has served as an eye-catching nanomaterial for constructing advanced functional devices with renewability, light weight, flexibility, and environmental friendliness. In this study, Co₃O₄/graphene/cellulose nanofiber (CNF) flexible composite films, in which the CNF acted as a spacer for the graphene, were prepared via a facile and scalable vacuum filtration method. The effects of the CNF on the microstructure, hydrophilicity, thermal stability, tensile strength, surface resistance, and electrochemical performance of the Co₃O₄/graphene/CNF composite films were systematically investigated. The results showed that the synergistic interaction of the CNF and graphene substantially improved the overall properties of the Co₃O₄/graphene/CNF composite films, particularly their hydrophilicity and tensile strength. Meanwhile, Co₃O₄/graphene/CNF composite films with a CNF content of 4% appeared to have the optimal electrochemical performance, with an area specific capacitance of 56 mF/cm² and prominent capacitance retention of 95.6% at a current density of 1 A/g after 1000 cycles. This work demonstrated that the prepared Co₃O₄/graphene/CNF flexible composite films have great application potential in the field of flexible energy storage devices.     

TPA/TiO2-SiO2的制备及在地沟油预酯化工艺中的应用

以钛酸丁酯和硅酸乙酯为原料制备TiO₂-SiO₂,以磷钨酸(TPA)为活性组分,通过浸渍法制备TPA/TiO₂-SiO₂,用于高酸值地沟油中的预酯化研究。TPA/TiO₂-SiO₂表征结果表明,TPA/TiO₂-SiO₂具有较好的热稳定性、内部存在孔结构、具有较大的比表面积。以地沟油的酸值变化率为指标,通过单因素试验和正交试验,确定最佳工艺条件：TPA负载量为40%,载体焙烧温度为600 ℃,催化剂用量为5 wt%,反应时间为5 h,醇油质量比为0.8:1。在此条件下,FFAs的转化率可以达到98%。     

Transfer process limited models for CO2 perception in CO2 hydrate desserts

A CO₂ hydrate dessert is a carbonated frozen dessert in which CO₂ hydrates replace some or all of the ice. When a CO₂ hydrate dessert is eaten, CO₂ perception is very strong due to formation and bursting of bubbles in the mouth as well as dissolution of CO₂ leading to nociceptor stimulation. A preliminary sensory panel indicated that a CO₂ hydrate dessert could be perceived as more carbonated than a freshly opened soda. However, it was also found that a CO₂ hydrate dessert must have a significantly higher CO₂ concentration than is typical in carbonated beverages (including champagne), just to have moderate perception of carbonation. In this work, heat transfer limited and mass transfer limited models for CO₂ hydrate dissociation are compared and the implications for CO₂ perception are discussed. It is suggested that the mass transfer limited model is most applicable to the case of eating CO₂ hydrate desserts. According to this model, a thin ice shell limits the rate of CO₂ hydrate dissociation. After dissociation, CO₂ gas is dissolved in the available aqueous phase. In a CO₂ hydrate there is much more CO₂ present than could be dissolved in the water that is present, so a large fraction of the CO₂ in the dessert may be lost with the breath of the consumer.     

铜铁氧体-纳米纤维素磁性复合材料的制备、表征及催化还原对硝基酚性能

采用一锅溶剂热法,分别以三氯化铁(FeCl_3)、二氯化铜(CuCl_2)、醋酸钠(NaAc)、聚乙二醇(PEG6000)、纳米纤维素晶体(CNC)作为铁源、铜源、碱源、表面活性剂和载体,在CNC表面原位合成了铜铁氧体-纳米纤维素(CuFe_2O_4-CNC)磁性复合材料,并根据其对于对硝基酚催化还原性能的好坏作为标准优化其制备工艺。另外,通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、振动样品磁强计(VSM)、同步热分析仪(TG-DSC)和紫外-分光光度计(UV-Vis)对制备的复合材料进行结构及性能表征。结果表明,所制备的CuFe_2O_4-CNC磁性复合材料为单一尖晶石结构,磁性复合材料尺寸约10 nm,最大饱和磁化强度Ms为171.56 kA/m,且为典型的超顺磁性材料;在反应温度为200℃、反应时间为8 h的条件下制备的CuFe_2O_4-CNC磁性复合材料具有较高的比表面积和较好的催化还原对硝基酚性能。     

Al2O3负载ZnO催化臭氧氧化处理造纸废水的研究

将ZnO负载在Al₂O₃上,制备用于催化臭氧降解造纸废水中有机物的催化剂（Al₂O₃@ZnO）;采用场发射扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对Al₂O₃@ZnO催化剂进行物相分析;研究了造纸废水的初始pH值、反应时间和催化剂用量对Al₂O₃@ZnO催化臭氧氧化处理造纸废水效果的影响;并进行了自由基捕集剂叔丁醇实验,以探讨降解造纸废水中有机物的主要因素。结果表明,本研究成功制备了具有良好催化性能的Al₂O₃@ZnO催化剂;在造纸废水初始pH值为11、催化剂用量为2.0 g/L、反应时间为60 min的条件下,Al₂O₃@ZnO催化剂对造纸废水中COD_Cr的去除率可达到84.6％,与单独使用臭氧氧化方法相比,COD_Cr去除率明显提高,且COD_Cr的动力学降解反应遵循准一级动力学方程;叔丁醇的实验结果表明,在Al₂O₃@ZnO催化臭氧氧化处理造纸废水有机物的过程中,羟基自由基是降解废水有机物的主要因素。