ZIF-8-PAN衍生多孔碳纳米纤维锌离子混合电容器

采用静电纺丝技术制备ZIF-8-PAN复合纳米纤维,经预氧化和高温碳化制得ZIF-8-PAN衍生多孔碳纳米纤维(ZIF-8-PANC);利用扫描电镜、比表面及孔径分析技术对ZIF-8-PANC的形貌和微结构进行表征,测试作为锌离子混合电容器(ZHS)电极材料的电化学性能。结果表明：ZIF-8-PANC结合碳纳米纤维的高导电性和ZIF-8衍生碳的丰富多孔结构,不仅导电性能良好,同时增大比表面积,得到分级多孔结构,ZIF-8-PANC可有效实现电子、离子的快速传输和锌离子的高容量储存;当电流密度为0.5 A·g^-1时,ZIF-8-PANC电极的比容量达到240 mAh·g^-1,循环稳定性优异。     

氮掺杂多孔碳材料的制备及其吸附性能研究

采用细乳液聚合法制备了聚丙烯腈(PAN)微球,以其作为氮掺杂多孔碳材料(NPC)的前驱体,经ZnCl_2溶液浸渍后,分别在450℃、600℃和700℃这3个不同温度下碳化制得多孔碳材料NPC-H450、NPC-H600和NPCH700。采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N_2吸附-脱附等方法对样品进行表征。研究了NPC对CO_2和Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:所制备的多孔碳材料NPC-H450、NPC-H600和NPC-H700的比表面积大,分别为1114m~2/g、1644m~2/g和931m~2/g;氮含量高,质量分数分别为11.33%、12.12%和13.35%。制备的NPC对CO_2及Cu~(2+)均有良好吸附的性能。在0℃、1atm条件下,NPC-H450对CO_2的吸附量为3.40mmol/g,NPC-H700在常温下对Cu~(2+)24h的吸附量可达62.88mg/g。     

ZIF-8/PVA静电纺丝膜的制备及其吸附性能

采用静电纺丝技术成功制备出沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)/聚乙烯醇(PVA)静电纺丝膜。分别探究和优化了PVA浓度、纺丝电压、接收距离等参数对纤维膜形态结构的影响。对复合纳米纤维膜进行了形貌表征和成分分析。实验发现在ZIF-8的浓度为10wt%条件下,当PVA的浓度为7wt%、电压为40kV、接收距离为16cm时,可得到可纺性最好、形态均匀的纳米纤维膜,膜纤维的平均直径在240nm左右。将已经制备成功的ZIF-8/PVA复合纳米纤维用于吸附刚果红,在12h内吸附容量可达86mg/g,显示出良好的吸附能力。     

基于多孔碳材料对重金属离子吸附性能的研究进展

重金属污染给生态环境及人类健康带来极大危害,是最重要的世界环境问题之一。多孔碳材料对重金属离子具有较好的吸附能力,可用于重金属污水的处理。本文综述了废弃生物质制备碳吸附剂以及掺杂型和聚合物基多孔碳作为新型炭材料,在重金属废水处理中的研究进展,并阐述了其吸附机理以及发展潜力。掺杂型和聚合物基多孔碳材料作为吸附剂的后起之秀,在废水处理中具有较好的发展潜力,因此,开发环境友好、低成本、高效的新型碳材料吸附剂对治理重金属污染具有重要意义。     

静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及性能研究

目前,采油废水随着石油开采难度的增加,治理难度也相应提高。采用静电纺丝技术,以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,制得了不同比例的PVDF/PAN纳米纤维膜。并对所做出来的PVDF/PAN纳米纤维膜的形貌和性质进行表征,优选出了最佳比例,在最佳质量比PVDF∶PAN=3∶2的基础上,优选出质量分数12%的PVDF/PAN纳米纤维膜进行实验。结果表明:此膜对采油废水的处理效果显著。     

AOPAN/RC纳米纤维膜的制备及对金属离子吸附性能

采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/醋酸纤维素(PAN/CA)纳米纤维膜,通过化学改性制备偕胺肟化聚丙烯腈/再生纤维素(AOPAN/RC)纳米纤维膜,研究了纳米纤维膜对单一金属离子(Fe~(3+))和混合金属离子(Cu~(2+)、Cd~(2+)、Fe~(3+))的吸附性能。通过扫描电镜、红外光谱、X射线能谱仪等测试对纳米纤维膜进行了表征,并通过静态接触角测定纳米纤维膜亲水性能。研究表明,改性后制备的AOPAN/RC纳米纤维膜的亲水性能得到较大改善,同时纳米纤维膜能够高效吸附溶液中的金属离子,纳米纤维膜对单一组分Fe~(3+)的饱和吸附可达411.21mg/g,对于混合金属离子溶液,纳米纤维膜对其吸附能力顺序为Fe~(3+)Cu~(2+)Cd~(2+),而且纳米纤维膜具备优良的重复使用能力。     

多孔阳极氧化铝膜在纳米功能材料制备中的应用

纳米材料具有一系列不同于块体材料的新异特性，在许多领域都有着广阔应用前景。阳极氧化铝膜具有独特的多孔结构，可作为制备各种纳米功能材料的模板，因而在纳米功能材料制备中占有重要地位。本文综述了多孔阳极氧化铝模板的结构特征、制作方法及由模板合成法制备的多种纳米功能材料的研究与应用现状，并介绍了模板及纳米功能材料的常用表征手段。     

由液化物树脂制备多孔碳纳米纤维及其表征

以壳粉为原料,在碱性条件下制备液化物树脂(LPF),经静电纺丝、固化、碳化得到多孔碳纳米纤维(PCNF)。探讨了聚乙烯醇(PVA)用量对纺丝液特性及纤维形貌的影响。同时,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)等方法对不同碳化温度下的样品进行表征。结果表明:少量PVA可以明显提高LPF的纺丝性,且随PVA用量的增加,纤维的形貌更规整、直径更小;随着碳化温度的升高,LPF/PVA纤维逐渐裂解,多数官能团消失,基体为多苯稠环结构;同时,层间距d_((002))逐渐减小,平面尺寸L_c和L_c/d_((002))增加,纤维内部的类石墨结构逐渐向更规整、有序的石墨微晶结构转变;当碳化温度为800℃时,LPF/PVA的含碳量达55%以上,随着PVA用量的增加,纤维的比表面积明显增大且多以微孔为主,当PVA用量为8%时,得到比表面积为590m~2/g的多孔碳纳米纤维。     

含氟聚合物纳米多孔纳米纤维膜的制备

采用"电纺-相分离-沥滤"方法制备了聚(偏氟乙烯-co-六氟丙烯)(PVDF-HFP)以及聚偏氟乙烯(PVDF)纳米多孔纳米纤维膜.首先,将PVDF-HFP或PVDF和致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合电纺,得到共混物纳米纤维膜.然后,将纳米纤维膜在水中沥洗出共混物中的PVP,获得纳米多孔纳米纤维膜.用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察水洗前后纤维表面精细结构.结果表明,纳米多孔纳米纤维表面呈多孔结构,孔径数10 nm.PVP的分子量对水洗后纤维表面结构有明显影响.致孔剂含量不同获得的PVDF-HFP纳米多孔纤维膜力学性能相近.     

含铁碳纳米纤维的制备与表征

在聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂中添加聚二茂铁硅烷,通过溶液的静电纺丝,制备了含聚二茂铁硅烷微相分离的微纳前驱体纤维,经预氧化和炭化,得到负载Fe的碳纳米纤维膜;利用SEM、SEM-EDS和XPS分别对纳米纤维的形貌、尺寸、结构和组成进行了表征。     

超薄MnOx修饰多孔碳纳米纤维及其电容脱盐

MnO₂具有较高的理论比电容而作为良好的电容器材料,但因其导电性和循环稳定性较差,从而限制其电化学应用。本研究以静电纺丝技术制备的多孔碳纳米纤维（PCNF）为载体,经KMnO₄浸泡后,高温退火获得超薄MnO_x层修饰的复合碳纳米纤维（APCNF-MnO_x）。通过接触角、SEM、TEM、电化学表征及电容脱盐测试对比分析了碳纤维多孔结构对MnO_x形貌及电化学性能的影响。电化学测试结果表明：APCNF-MnO_x电极的比电容是退火的MnO_x修饰无孔碳纳米纤维（ACNF-MnO_x）电极的4倍（20 mV/s）。以APCNF-MnO_x为电容器负极材料,成功制得电容器去离子器件,其电容脱盐量达到9.23 mg/g,比ACNF-MnO_x提高了29%。     

木质素基有序多孔碳复合相变材料的制备及性能研究

以木质素为原材料和介孔分子筛(SBA-15)为模板制备木质素基有序多孔碳(MC),采用真空浸渍法负载相变材料聚乙二醇(PEG),制备出木质素基有序多孔碳复合相变材料(MC/PEG)。通过SEM、XRD、FT-IR以及DSC等方法对其结构表征及性能测试。结果表明,MC的最大负载量可达75%,其相变焓值为89.7 J·g^-1。在负载量为60%时,MC/PEG复合相变的热导率可达0.5029 W/mK,较纯PEG提升了50.3%。将MC/PEG复合相变材料利用涂层法制备了相变调温棉织物,经过红外热成像分析后可以发现相较棉织物,相变调温棉织物拥有良好的调温性能。     

蒸汽相转换法制备ZIF-8膜及其气体分离性能探究

金属有机骨架ZIF-8具有合适的孔道尺寸、优良的化学稳定性和热稳定性,在气体分离方面有潜在的应用价值.针对工业大孔载体成膜困难、不致密、通量低的问题,本文采用限制性内扩散法在大孔载体内部制备致密的ZIF-8膜,并对其合成机理进行探究,同时探究内扩散时间、晶化温度、溶剂的量等因素对膜分离性能的影响,采用X射线衍射、扫描电子显微镜等技术对膜的形貌和结构进行表征.研究结果表明,以甲醇作为溶剂,使用氧化锌凝胶,内扩散时间为10 s,在170℃晶化时间为10 h时,成功在管状大孔载体孔内制备致密的膜.单组分气体渗透实验结果表明,在25℃和0.1 MPa条件下,H₂的渗透速率为5.53×10^-7 mol/(m²·s·Pa),H₂/CO₂、H₂/N₂和H₂/CH₄的理想选择性分别为13.20、12.96和12.89.     

木质素/PAN碳纳米纤维的制备与表征

基于静电纺丝法,以碱木质素和聚丙烯腈(PAN)为溶质,二甲基亚砜(DMSO)为溶剂制备碳纳米纤维。通过扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、共聚焦显微拉曼光谱仪和X射线光电子能谱(XPS)等手段分析了木质素在木质素/PAN中的质量占比对碳纳米纤维形貌及结构的影响。结果表明：随着木质素含量的逐步增加,对碳纳米纤维的表面形貌和微观结构影响并不显著,说明木质素可以代替部分含量的PAN,为基于木质素/PAN碳纳米纤维制备高性能超级电容器电极材料提供参考。     

高邻位热固性酚醛基纳米活性炭纤维膜的制备及吸附性能

以合成的高邻位热塑性酚醛为模板,通过与甲醛的加成反应制备了高邻位热固性酚醛树脂,经溶液静电纺丝、盐酸溶液固化获得了纳米酚醛纤维,最终利用KOH活化获得了高邻位热固性酚醛基纳米活性炭纤维.利用红外光谱、X射线衍射、热重分析和扫描电镜分析了制备物的结构、性能变化,并观察了纳米纤维的表面形貌;通过比表面积和亚甲基蓝(MB)/...     

纤维对硅酸盐基多孔材料吸声性能的影响

以硅酸盐水泥为主要原料,通过原位自组装技术制备了硅酸盐基多孔材料.通过改变纤维的添加量,制备了含有不同种类和不同纤维添加量的多孔材料,并分析了纤维对多孔材料的吸声性能的影响.采用驻波管法测试多孔材料的吸声性能,通过立体显微镜(SM)分析材料形貌.结果表明,PP纤维和玻纤对材料吸声性能影响显著:当PP纤维长度为19mm时,材料的吸声效果最好;随着PP纤维掺量的增加,材料的中低频吸声性能提高,中高频吸声性能降低;随着玻纤掺量的增加,材料的中低频吸声性能提高,中高频吸声性能降低.     

聚乳酸-乙醇酸共聚物/丝素共混纳米纤维多孔膜的制备及性能

以六氟异丙醇（HFIP）为共溶剂,通过静电纺丝法制备了聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）/丝素（SF）共混纳米纤维多孔膜。用场发射扫描电镜（FE-SEM）、傅立叶红外光谱分析仪（FT-IR）、多功能拉伸仪、液滴形状分析仪对共混纤维多孔膜的形貌、分子结构、力学性能及亲水性进行测试。结果表明,共混多孔膜中随SF的加入纤维直径...     

多孔陶瓷支撑体膜材料的制备与性能表征

研究了α－Ａｌ２Ｏ３多孔陶瓷的性能与起分的粒径、成孔剂的用量等因素的关系，取得了一些规律性的认识，开发了以有机聚合物先驱物挤压成型工艺，在成功地制备出具有实用价值的单通道和多道的管状支撑体陶瓷膜，研究了烧成制度对性能的影响，测定了管膜的孔径颁孔隙率、透气和爱水性以及机械强度 。     

镉离子印迹聚合物的制备及性能

采用分子印迹技术制备了以镉离子为模板,羧甲基壳聚糖为功能单体的镉离子印迹聚合物。利用红外光谱(IR)、X射线衍射光谱(XRD)以及热重分析(TG)等进行了表征。镉印迹吸附剂的衍射峰较羧甲基壳聚糖减弱变宽。键合上硅胶的印迹吸附剂的热稳定性比羧甲基壳聚糖好。研究了其对重金属镉离子的吸附行为,吸附数据符合准二级动力学模型。吸附过程可以很好地用Langmuir方程来描述。对实际水样中镉离子的回收率在98.0%～104.0%之间。