紫外辐照法制备聚丙烯-丙烯酸酯接枝共聚吸油材料

在异丙醇/水的混合溶液中,通过紫外辐照诱导接枝的方法将丙烯酸丁酯单体引入聚丙烯(PP)非织造布基体表面,对其表面进行亲油改性处理,对辐照时间、单体浓度、辐照距离等影响纤维接枝率的影响因素进行了考察;利用衰减全反射红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对接枝改性前后聚丙烯非织造布基体表面的化学组成和形貌结构进行了表征,并以柴油为被吸附有机物考察了聚丙烯非织造布接枝前后的吸油性能.结果表明:改性聚丙烯非织造布的吸油倍率主要取决于非织造布的接枝率,当改性聚丙烯非织造布的接枝率为11.42%时,非织造布的吸油倍率达到最大值12.55g/g,是改性前聚丙烯非织造布吸油倍率的1.65倍.     

吸油型聚氨酯泡沫材料的制备及其油水分离性能研究

针对现有的吸油材料大多存在制备方法复杂、成本较高、吸油效率低等缺点,首先采用层层自组装方法,将β-FeOOH纳米棒沉积于软质聚氨酯表面,再利用聚二甲基硅氧烷对泡沫进行疏水改性,使聚氨酯泡沫表面具有超疏水超亲油的特性.经过β-FeOOH和聚二甲基硅氧烷改性的聚氨酯泡沫其水接触角达到142°,能够快速吸附水面上的油层.对不同油品的吸附倍率能达到自身重量的19~31倍,且在50次重复吸油后仍能保持稳定的高吸油倍率.     

疏水性椰壳纤维的制备及其对油水体系的分离性能

将椰壳纤维经过碱处理、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)疏水化改性制备了具有孔隙结构的疏水椰壳纤维吸附材料(HCF)。通过SEM、EDS、FT-IR、XRD对HCF的表面形貌及化学结构进行了表征,通过静态水接触角研究了HCF的表面润湿性能。结果表明,HCF的静态水接触角为126°,在不同pH的溶液中水接触角都保持在125°以上。HCF对原油、泵油、葵花籽油、机油、大豆油、四氯化碳等油类及有机溶剂的吸附倍率为8.49～12.88 g/g,在3 min内达到吸附饱和,具有较好的吸附量和较快的吸附速率。在0.09 MPa压力下,HCF可用于水上浮油的连续分离过程,分离通量为57 326.14 L/(m²·h),分离效率为97.02%,具有一定的处理大量油水混合物的能力。HCF经过10次循环后依然保持良好的吸附性能,具有很好的使用稳定性。     

高吸油性三聚氰胺泡沫的制备与性能研究

为提供一种成本低廉、吸附能力强、制作简单的吸附材料,利用乙醇焰的高温快速-还原吸附在三聚氰胺上的氧化石墨烯,制备还原氧化石墨烯包覆的三聚氰胺泡沫(MF-G)。采用接触角、光电子能谱、扫描电子显微镜、万能试验机和吸附试验等研究手段,探讨MF-G泡沫的表面性质、孔结构、力学性质和吸附性能。结果表明:MF-G泡沫不仅具有高孔隙率和机械稳定性,而且还表现出超疏水性质,水在泡沫表面的接触角可达到148°;MF-G泡沫对油和有机溶剂具有优异的吸附能力,利用其对油和水显著的吸附差异,还可以高效率进行油水分离。MF-G泡沫具有的制备方法简单、高吸油性和有效的油水分离性使其有望在水处理领域实现广泛的应用。     

吸油材料的研究进展

随着全球经济的快速发展,各国石油的需求量呈现出加剧的趋势.石油开采、油品运输等过程产生的泄露和油类废弃物对海洋和淡水生态环境造成了严重的破坏.因此,研究开发高效、清洁、循环使用的吸油材料实现油水分离成为近期研究热点.吸油材料可以分为无机吸油材料和有机吸油材料两大类.无机吸油材料因制备简单、成本低、吸油倍率高受到广泛关注;其中疏水亲油的海绵状石墨烯吸油材料因对各种油品适用性好、吸附速率快、吸油效率高、循环能力强得到较好的发展.有机类吸油材料在循环利用率、吸附速率方面明显高于无机吸油材料.有机吸油材料的研究旨在提高其吸油倍率、循环利用率和吸附速率等性能指标.针对两种吸油材料的特点,结合不同改性方法的制备工艺,开发新型、绿色、高吸油率的吸油材料是未来研究的重点.     

吸油材料的研究进展

随着全球经济的快速发展,各国石油的需求量呈现出加剧的趋势.石油开采、油品运输等过程产生的泄露和油类废弃物对海洋和淡水生态环境造成了严重的破坏.因此,研究开发高效、清洁、循环使用的吸油材料实现油水分离成为近期研究热点.吸油材料可以分为无机吸油材料和有机吸油材料两大类.无机吸油材料因制备简单、成本低、吸油倍率高受到广泛关注;其中疏水亲油的海绵状石墨烯吸油材料因对各种油品适用性好、吸附速率快、吸油效率高、循环能力强得到较好的发展.有机类吸油材料在循环利用率、吸附速率方面明显高于无机吸油材料.有机吸油材料的研究旨在提高其吸油倍率、循环利用率和吸附速率等性能指标.针对两种吸油材料的特点,结合不同改性方法的制备工艺,开发新型、绿色、高吸油率的吸油材料是未来研究的重点.     

超疏水亲油MTCS/mSiO2/NCC气凝胶的制备与表征

为了制备一种超疏水亲油材料基于纤维素可生物降解的环保特性，采用废棉制备了超疏水亲油的甲基三氯硅烷(MTCS)/mSiO₂/纳米微晶纤维素(NCC)气凝胶。首先将废棉打碎酸解成NCC，再用KH560对SiO₂进行改性，然后以NCC和mSiO₂为原料，制备mSiO₂/NCC复合气凝胶，最后以MTCS为疏水改性剂对m SiO₂/NCC气凝胶改性，制备成超疏水亲油的MTCS/mSiO₂/NCC气凝胶，并使用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪，对超疏水亲油材料的形貌、结构及表面浸润进行表征。结果表明：制备得到了一种三维多孔、结果稳定的超疏水亲油MTCS/m SiO₂/NCC气凝胶，静态水接触角最高达150.97°，对食用油、机油和石蜡油的最大吸油倍率分别为60.00 g/g、58.15 g/g和43.27 g/g，能够快速分离油水混合物，具备良好的超疏水亲油性能。     

石墨烯的制备及表征

为了得到高性能的石墨烯材料,采用水合肼、茶多酚与抗坏血酸3种不同的还原剂将氧化石墨烯还原制备得到石墨烯.通过红外光谱、X射线衍射、接触角对产物的结构进行表征,采用四探针法测试电导率,循环伏安法和计时电位法测试电化学性能.水合肼、茶多酚与抗坏血酸这3种还原剂都能有效地将氧化石墨烯结构中的亲水基团去除,得到疏水的石墨烯.通过比较3种还原剂制备的石墨烯的电化学性能,发现通过茶多酚还原得到的石墨烯的导电性能最好,当电流密度为3 A/g时,茶多酚还原得到的石墨烯电容性能达到609 F/g,保持率达到87.71%.这表明由茶多酚还原得到的石墨烯具有更为优良的电化学性能.     

疏水魔芋葡甘聚糖基气凝胶的制备及其油水分离性能

以魔芋葡甘聚糖、淀粉、玉米秸秆纤维为原料制备了三维多孔魔芋葡甘聚糖基气凝胶(KA),通过十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对其进行改性制备了疏水魔芋葡甘聚糖基气凝胶(HKA),并研究了改性条件对HKA疏水性的影响。采用FT-IR、SEM和EDS等对HKA进行表征,并研究了其对不同油品的吸附性能和油水分离性能。当HDTMS用量为2%、改性时间为1.5 h、改性温度为110℃时,HKA的水接触角为141°,疏水性最佳;制备的HKA对正己烷、柴油、氯仿等油品的吸附倍率为21.7倍～46.5倍,对正己烷/水乳液的油水分离效率高达90.8%,具有较高的吸附性能和优良的选择性吸附效果;HKA对乳液中甲苯的吸附行为符合准一级吸附理论模型,吸附容量达904.60 mg/g。     

无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及性能

以低成本的无尘纸为基底吸附氧化石墨烯,再通过水热处理得到还原氧化石墨烯,最后将苯胺原位聚合到无尘纸@还原氧化石墨烯上,制备得到无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料。运用循环伏安法、恒电流充放电法、阻抗法等测试该复合材料的电化学性能。结果表明,与无尘纸@还原氧化石墨烯相比,无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的电化学性能有显著提高,在扫描速率为20 mV/s时,比电容达到280 F/g。基于无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料组装的电容器有良好的柔性,充电后可点亮白色LED灯。因此,具有柔性与电容性能的无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料能用于超级电容器领域。     

新型石墨烯基复合气凝胶用于废水中钆离子的吸附

通过溶剂热法制备新型的具有3D结构的还原氧化石墨烯/聚氨基膦酸(PAPA)气凝胶(rGO/PAPA).还原氧化石墨烯与PAPA链交联后得到的气凝胶(rGO/PAPA)被用作Gd(III)吸附剂.Gd(III)离子的吸附可在15min以内达到吸附平衡,最大吸附量868.5mg/g.rGO/PAPA对Gd(III)的吸附过...     

棉织物水热法纳米二氧化钛表面改性

采用水热合成技术,使用硫酸钛和尿素直接在棉织物纤维表面包覆纳米TiO2颗粒薄膜.借助SEM、XRD、FT-IR、DSC和TG对棉纤维改性前、后的表面形貌、结构和热学性能进行了表征,并测定了织物反射光谱、拉伸、吸水和光催化活性.研究结果表明,棉织物经过硫酸钛尿素水热改性之后,纤维表面包覆了一层锐钛矿型纳米TiO2颗粒薄膜,由平均粒径2.0 nm的纳米颗粒聚集成100 nm以上的球形颗粒,并通过物理吸附方式附着在纤维表面.改性后的织物热起始分解温度和吸热熔融峰温度均有所降低.具有抗紫外线能力和光催化活性,吸水性能也有所增强,但由于织物尺寸发生收缩,断裂强力有所减小,断裂伸长率有所增加.     

有机膨润土制备表征及其应用

用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性钠基膨润土(IMB)制得有机膨润土,并进一步制备出了有机膨润土/吸油树脂复合材料。采用X射线衍射(XRD)、热分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对样品进行分析。结果表明,CTMAB已经成功地引入了膨润土片层结构中,膨润土层间距由原来的1.12nm增大到1.87nm。树脂吸附研究表明,复合材料对苯的饱和吸油率为9.5g/g。     

甲基橙修饰石墨烯的制备及电容性能

为了改善石墨烯的分散性和提高石墨烯的比电容,采用非共价键表面修饰方法,在氧化石墨烯还原过程中加入甲基橙,利用甲基橙与石墨烯的π－π相互作用,将甲基橙接枝在石墨烯的表面,成功地制备了甲基橙接枝石墨烯.采用傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）、场发射扫描电子显微镜（ＦＥＳＥＭ）及电化学工作站,对改性石墨烯的组成、结构及电化学性能进行了测试.ＦＴＩＲ测试证实了甲基橙成功地接枝到石墨烯的表面,ＦＥＳＥＭ显示改性石墨烯片层剥离比较好;水溶性测试显示与未改性的石墨烯相比,甲基橙改性的石墨烯在水中具有良好的分散性.电化学循环伏安法显示改性石墨烯作为电极材料具有良好的电容倍率特性,而且恒电流充放电测试也显示了当电流密度为０．１５ Ａ／ｇ时,改性石墨烯的比电容达到１０１ Ｆ／ｇ.     

石墨烯/碳黑复合材料的制备及其超电容性能

采用水热法将氧化石墨烯和氧化碳黑均匀分散体系还原,制得石墨烯/碳黑复合材料。用X射线衍射、场发射扫描电镜、循环伏安法、恒流充放电和电化学阻抗谱等技术,对该复合材料的结构及其电化学性能进行表征。结果表明:纳米碳黑颗粒成功插入到石墨烯片层之间,且有效抑制了石墨烯的团聚,增大了石墨烯片层间距,形成具有开放纳米通道的三维结构;该复合材料的比电容和倍率性能明显优于单一的石墨烯。     

改性氧化石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料的制备及性能研究

通过溶液共混法制备了改性氧化石墨烯/聚碳酸亚丙酯(MGO/PPC)复合材料,利用FT-IR表征了材料的化学结构,采用热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)分别研究了复合材料的热性能、微观形貌,并分析了MGO对MGO/PPC复合材料的力学性能和水蒸汽阻隔性能的影响.结果表明:改性氧化石墨烯(MGO)质量分数为2.0％时复合材料的热性能与力学性能最佳,阻隔性能提高,水蒸汽透过量由69.08 g/(m2·24 h)降低为32.69 g/(m2·24 h).     

铵盐功能化氧化石墨烯的制备及其吸附性能

对Hummers法制备的氧化石墨烯进行碱处理去除表面的氧化碎片,经盐酸质子化和3-氨丙基三乙氧基硅烷硅烷化,与溴代正丁烷反应制备出表面带正电荷的铵盐功能化氧化石墨烯(PAS-bwGO),通过傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜、透射电镜对其进行表征分析,并初步用于去除水中六价铬Cr(VI)的研究.结果表明,制备的铵盐功能化氧化石墨烯对Cr(VI)有很高的吸附性能,初步测得其饱和吸附量达到102mg/g.     

原位聚合石墨烯/聚丙烯酸柔性导电纤维的开发与应用

采用原位聚合的方法制备氧化石墨烯(GO)/聚丙烯酸(PAA)复合物,然后通过湿法纺丝制备GO/PAA复合纤维,最后经氢碘酸还原得到还原氧化石墨烯(RGO)/PAA复合纤维。扫描电子显微镜(SEM)观察发现RGO/PAA复合纤维表面具有RGO的褶皱结构,并且随着PAA含量的增加表面出现聚合物微粒。电导率测试结果表明,当RGO/PAA质量比为10/1时,电阻率最低,导电性能最好,少量的PAA能有效提高复合纤维的导电性。RGO10/PAA1的拉伸强度较高,断裂伸长率较小,其拉伸电阻最为稳定。导电纤维用于导电通路线具有良好的导电性能,这为其作为柔性导体的应用提供了依据。     

石墨烯纤维的湿法纺丝制备及性能研究

本文利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯悬浮液,探索了纺丝液浓度、凝固浴中溶质与溶剂种类以及配比等条件对纺丝的影响.采用湿法纺丝纺出长达40多厘米的氧化石墨烯纤维.采用氢碘酸对氧化石墨烯纤维进行化学还原,得到电导率达117.74 S/cm的石墨烯纤维,可作为导线运用.其机械性能也得以增强,能够打结,断裂强度达到0.82 c N/dtex,断裂伸长率为4.17%,弹性模量为30.75 c N/dtex,断裂强度约为棉纤维的三分之一,具有一定的实用性.     

涤纶织物四氯化钛水热法表面改性

以四氯化钛为原料,在去离子水溶液中采用低温水热法直接在涤纶织物纤维表面包覆一层二氧化钛薄膜,借助扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、热重、差示扫描量热和紫外-可见分光光度计对涤纶纤维改性前、后的表面形貌、结构、热学和光学特性进行了表征,并测定了织物拉伸、抗吸水性和光催化活性。结果表明,涤纶织物经过四氯化钛水热改性之后,纤维表面附着二氧化钛为金红石型,呈球形颗粒,平均粒径在15 nm左右,通过物理吸附方式附着在纤维表面;纤维吸热熔融峰温度变化不明显,放热炭化分解峰温度有所升高,热起始分解温度有所降低。由于织物尺寸发生收缩,经、纬向断裂强力和断裂伸长率不同程度地有所增加,抗紫外线能力明显增强,吸水量变化不明显,具备降解甲基橙染料光催化活性。