PDMS涂覆的Al2O3中空纤维膜在ABE/水体系分离中的应用

通过浸渍-提拉的方法制备了PDMS涂覆的Al2O3中空纤维膜,并系统地研究了其用于ABE/水体系的分离过程。首先对制备出的膜进行了形貌表征,SEM电镜照片表明,所用的Al2O3中空纤维支撑体具有非对称结构,海绵孔位于膜壁的中间而指状孔在其两侧。制备出的PDMS涂覆的Al2O3中空纤维复合膜表面致密完好没有缺陷,其厚度小于10μm,说明PDMS层被均匀地涂在支撑体外表面。然后在不同的模拟体系(丙酮-水、丁醇-水、乙醇-水)中,系统地考察了复合膜的性能。实验表明,复合膜具有优异的渗透汽化性能(通量和分离因子)。最后将该复合膜用于ABE-水体系的分离,考察了膜在操作过程中的渗透汽化性能和稳定性,同时将二元体系与四元体系过程对比,讨论渗透汽化对ABE体系的分离作用。     

壳聚糖/聚砜复合中空纤维膜的制备及其CO2/N2分离性能研究

以壳聚糖(CS)为涂层材料,聚砜(PSf)为基膜材料,运用浸渍涂覆的方式制备了壳聚糖/聚砜复合中空纤维膜,考察了壳聚糖质量分数、涂覆时间以及操作温度和压力对CO2、N2的渗透分离性能的影响。结果显示,在聚砜基膜上涂覆壳聚糖材料后,可有效提高CO2/N2分离系数;CO2、N2的渗透速率符合Arrhenius关系式;CO2在复合中空纤维膜中的渗透由溶解-扩散和促进传递两方面主导,而N2的渗透符合溶解-扩散模型。     

PVA/ZIF-8-NH2混合基质膜的制备及渗透汽化分离性能

通过将氨基改性ZIF-8-NH₂加入聚乙烯醇(PVA)制备了混合基质膜。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角和溶胀度测定等方法表征混合基质膜的结构与性能。通过混合基质膜渗透汽化正丁醇脱水实验发现,ZIF-8-NH₂含量为10%的混合基质膜,在40℃下的85%正丁醇/水混合液中的渗透汽化分离性能相对较好。     

PVDF-TiO2复合中空纤维膜的制备与表征

将纳米二氧化钛(TiO₂)粒子与4类制膜添加剂复配处理,采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-TiO₂复合中空纤维膜,讨论了纳米TiO₂粒子对复合膜结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱分析、热重分析、拉伸试验、接触角测定和超滤实验分别表征了复合膜的微观孔结构、晶相结构和复合均匀性、热稳定性、机械性能、亲水性、超滤性能以及抗污染性能。结果表明：通过添加TiO₂粒子复配添加剂,复合膜的性能得到有效改善。复配添加剂中w(TiO₂)为2%(占PVDF固含量的质量分数)时,纯水通量由348 L/(m²·h)提高至377 L/(m²·h),牛血清蛋白截留率由68%提高至90%,断裂强度和抗污染性能提高,复合膜综合性能优异。     

基于仿生矿化的PTFE中空纤维膜亲水改性研究

由于聚四氟乙烯(PTFE)材料具有强疏水性和极低的表面能,使得PTFE中空纤维膜润湿性差,难以处理水性溶液,限制了其应用过程和领域,因此开展PTFE中空纤维膜亲水化改性研究具有重要的现实意义。利用仿生矿化技术对PTFE中空纤维膜进行表面改性,研究了不同矿化工艺对膜亲水性能的影响,并对改性前后PTFE中空纤维膜的官能团、水通量、气通量、孔径及孔径分布进行了表征。研究表明,仿生矿化能够提高PTFE中空纤维膜的亲水性和水通量,同时由于碳酸钙分子进入膜孔内部,使孔径分布更加均匀,平均孔径和气通量减小。     

多元复合Co3O4/g-C3N4光催化性能研究进展

Co₃O₄/g-C₃N₄材料是一种可见光复合光催化材料,但很难同时满足理想光催化剂的诸多要求,限制了其实际应用能力。本文梳理了国内外利用金属粒子、金属氧化物、金属基材料、碳材料和磁性Fe₃O₄等对Co₃O₄/g-C₃N₄复合改性的研究进展,介绍了其制备方法、应用、光催化增强机理等。本文将对后期Co₃O₄/g-C₃N₄光催化剂的改性研究提供参考,以期获得性能更优的复合材料。     

PVDF-ZrO2复合中空纤维膜在乳化油废水中的应用

针对普通聚偏二氟乙烯(PVDF)中空纤维膜具有疏水性强、易污染的应用缺陷,在制备纳米粒子掺杂改性的PDVF-ZrO2复合中空纤维膜前期工作基础上,表征了其微观结构,并考察了其在油水体系中的分离效果。微观结构检测表明,随着ZrO2含量的增大,复合膜的断面微观结构完成由指状大孔向海绵状结构的转化。PDVF-ZrO2复合膜的接触角和牛血清蛋白(BSA)吸附实验结果显示其亲水性及抗污染性能均得到了提高。进一步考察了PDVF-ZrO2复合中空纤维渗透分离性能,ZrO2纳米粒子质量分数为0.3%时,显示了最佳的渗透性能。在乳化油废水处理过程中,在油质量浓度为1 g/L,操作压力为0.1MPa、搅拌强度为20 r/min条件下,通量为105 L/(m2.h),TOC去除率为95.4%,表明具有较好的废水处理效果。     

纳米Al2O3粒子对PVDF中空纤维膜的改性研究

文章介绍了在聚偏氟乙烯铸膜液中添加了无机钠米Al2O3粒子,采用相转化法制备了Al2O3/PVDF复合中空纤维膜。使用电镜对膜的微观结构进行了分析,初步研究了无机粒子在膜孔形成的过程中所起的作用和机理。并且对膜的孔隙率、最大孔径、力学性能和截留率进行了分析。结果表明复合膜的性能与纯PVDF膜的相比有显著提高,最大孔径从0.75μm降至0.39μm,水通量和截留率分别从10.09 L/m2.h和19.12%提高到28.25 L/m2.h和71.00%,断裂应力从3.09 MPa提高到3.41 MPa。     

g-C3N4光催化材料改性研究进展

针对石墨相氮化碳(g-C₃N₄)比表面积小、光生载流子复合快和可见光利用效率低等缺点,阐述了g-C₃N₄的改性方法,包括形貌调整、离子掺杂、半导体复合,旨在增大比表面积,加快电子-空穴对的分离,拓宽可见光响应范围;同时讨论了相应的改性方法对光催化性能的影响,从而达到提高光催化性能的目的;对g-C₃N₄的未来发展趋势进行了展望。     

熔融纺丝拉伸法制备PP/PPOH中空纤维膜的研究

根据片晶分离致孔的机理,利用羟基化改性聚丙烯(PPOH)与聚丙烯(PP)共混,通过熔融纺丝拉伸法制备具有一定亲水性的PP/PPOH中空纤维膜,探究了热处理温度及热拉伸温度对PP/PPOH中空纤维膜的结构与性能的影响。结果表明：当热处理温度为130℃时,PP/PPOH初纺中空纤维膜的结晶度高,力学性能较好,纯水通量为102.4 L/(m²·h);当热处理温度为130℃、热拉伸温度为130℃时,PP/PPOH中空纤维膜的结晶度最高,达39.4%,拉伸强度达93.1 MPa,表面微孔结构完善,纯水通量最高,达118.4 L/(m²·h)。     

原位SrO.6Al2O3/Ce-TZP复合材料的显微结构与力学性能

通过在Ce-TZP基体中加入AlOOH和SrCO3制备了原位SrO@6Al2O3棒晶/Ce-TZP复合材料,研究了材料的显微结构和力学性能.结果表明,原位生成的SrO@6Al2O3棒晶在基体中分布均匀,复合材料的力学性能有明显的提高.在相当于Al2O3加入量为30vo1%时,强韧化效果最好.原位棒晶增韧和相变增韧起到协同增韧的作用.     

Cu-P复合改性对g-C3N4可见光催化性能的影响

以P掺杂的石墨相氮化碳(P-C₃N₄)为基材,将其与不同质量分数的氯化铜混合后继续焙烧,制备出Cu-P复合改性的石墨相氮化碳可见光光催化剂(Cu/P-C₃N₄)。对样品的结构、光电性能进行了X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光致荧光光谱(PL)、电化学阻抗谱(EIS)等一系列表征。通过可见光催化降解亚甲基蓝考察了它们的光催化活性。结果表明,Cu-P复合改性提高了催化剂的电子转移速率且降低了光生电子空穴对的复合速率,有效改善了其光催化性能。可见光照射120 min,Cu(1.5%)/P-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝的降解率达到71.3%,其降解速率常数分别是纯g-C₃N₄和P-C₃N₄的2.17倍和2倍。另外,通过活性物种捕获实验初步研究了各个体系的光催化反应机理。     

g-C3N4/Ag3PO4复合光催化剂的制备及其降解盐酸四环素的研究

针对g-C₃N₄比表面小、光学载流子复合率偏高等问题,本文采用原位沉积的方法制备出g-C₃N₄/Ag₃PO₄复合光催化剂,借助XRD、FT-IR、SEM等进行表征,成功构筑出g-C₃N₄/Ag₃PO₄异质结。通过机理分析,产生光催化降解作用的活性物种主要为·O^2-。探索了不同条件下对材料的光催化性能的影响,实验结果显示,CN/Ag₃PO₄-20的复合光催化剂为最佳比例,在pH=7,T=25℃的条件下,其经过2 h的可见光辐射,光催化效率可达89.31%,经5次实验后效率仍能达到79.79%,获得较好的循环稳定性,同时将g-C₃N₄/Ag₃PO₄复合材料应用在实际水体中降解四环素均表现出良好性能。     

Z型g-C3N4/WO3·H2O的制备及其光催化CO2还原性能

以石墨相氮化碳(g-C₃N₄)和二水合钨酸钠为原料,采用水热合成法制备了复合材料g-C₃N₄/WO₃·H₂O(CNW-1),通过XRD、XPS、SEM、TEM对其进行了表征,探究了298 K、0.1 MPa条件下其对CO₂的可见光催化还原性能,并提出了可能的反应机理。通过调控WO₃结晶水含量可以实现CO和CH₄的产率调节,在反应10 h后,CNW-1具有最高的CH₄产率(0.33μmol/g),而g-C₃N₄/WO₃(CNW)具有最高的CO产率(0.67μmol/g)。该研究为CO₂选择性还原为C1化合物提供了一种有效策略,同时突出了以g-C₃N₄作为半导体构建Z型光催化体系在催化领域的应用潜力。     

Z型g-C3N4/WO3·H2O的制备与光催化二氧化碳还原性能

利用可见光将CO₂转化为CO和CH₄有望同时解决温室效应和能源危机。Z型光催化体系能够最大限度降低光生电子-空穴对的复合,提高光催化效率。本文采用水热合成法制备了g-C₃N₄/WO₃·H₂O (CNW-1)复合材料,通过X射线衍射、X射线光电子能谱、电镜等方法进行结构表征,探究了298 K、0.1 MPa条件下其对CO₂的可见光催化还原性能,并提出了可能的反应机理。通过调控三氧化钨结晶水含量可以实现CO和CH₄的产量调节,在反应10 h后,CNW-1具有最高的CH₄产率(0.33 μmolg^_-1),而CNW具有最高的CO产率(0.67 μmolg_-1⁾。这项研究为CO₂选择性还原为C1化合物提供了一种有效策略,同时也突出了以g-C₃N₄作为半导体构建Z型光催化体系在催化领域的应用潜力。     

非水解溶胶-凝胶Al2O3碳热还原氮化合成AlN超细粉

以无水氯化铝和异丙醚为原料,利用非水解溶胶-凝胶法制备出高活性Al2O3凝胶,以其作为铝源,引入炭黑作为碳源,利用碳热还原氮化技术低温合成AlN超细粉体。研究了凝胶未经煅烧以及预煅烧温度分别为300、500℃,按n(C)/n(Al2O3)为3.9、7.8和9.6分别加入不同量的炭黑,1 400、1 450和1 500℃的合成温度以及N2流量分别为40和80 mL·min-1时对AlN粉体合成的影响。结果表明:Al2O3凝胶经300℃预煅烧后,按n(C)/n(Al2O3)=7.8与炭黑混合,在流量为80 mL·min-1的高纯N2中于1 450℃保温2 h后可以合成出高纯AlN超细粉体。FE-SEM分析表明,AlN超细粉体平均粒径在400 nm左右,分散较为均匀。     

高透气FEP中空纤维膜表面改性及性能研究

聚全氟乙丙烯(FEP)是四氟乙烯(TFE)与六氟丙烯(HFP)的共聚物,其性能与PTFE及其相似.因此,本课题采用熔融纺丝拉伸界面致孔技术制备了FEP中空纤维膜,随后采用磁控溅射技术在已制得的FEP中空纤维膜表面真空镀铜,进一步改善其表面疏水性,通过调控磁控溅射时间,进而研究金属镀层对FEP中空纤维膜表面微孔修饰作用....     

g-C3N4/Ag/Ag3PO4复合物的制备及其光催化性能

采用煅烧-沉积-光照还原法制备了g-C₃N₄/Ag/Ag₃PO₄复合材料(CAA)利用XRD、FT-IR、SEM、TEM、UVVis、XPS和PL等对其进行表征。在模拟太阳光下,CAA光催化降解亚甲基蓝(MB)和清除氮氧化物(NO_x)的性能显著优于Ag/Ag₃PO₄和g-C₃N₄最优的CAA₁₀在10min内的MB降解率为99.49%、NO_x清除率为63.11%。结果表明,Z机制耦合银纳米粒子的局域表面等离子体共振效应是复合材料光催化性能增强的主要原因。     

新型Pt/ZIF-8催化剂的制备及化学固定CO2的研究

文章利用室温扩散法将非离子型表面活性剂PVP修饰的Pt原位负载于ZIF-8上制得新型复合多相催化剂,并探索了其在无溶剂无共催化剂条件下催化CO2与氧化苯乙烯合成苯乙烯碳酸酯的活性。结果表明,Pt明显提高了ZIF-8的催化性能,且所得催化剂的活性随Pt负载量的增加而增强。