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.     

三元共聚复合吸水树脂的合成与性能

采用丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈在水溶液中三元共聚,并以钠基膨润土、滑石粉、高岭土为无机添加剂,合成了有机/无机复合吸水树脂,对比研究了以上述三种无机材料为添加剂的吸水树脂的吸液性能.结果表明,吸水树脂在自来水中的吸液倍率达138.67g·g-1,在5%NaCl盐水中的吸液倍率达46.8g·g-1,在0.3?Cl2盐水中的吸液倍率达14.17g·g-1;无机材料对提高吸水速率和吸水倍率的贡献大小为:高岭土＞膨润土＞滑石粉,对提高吸盐速率和吸盐倍率的贡献大小为:滑石粉＞高岭土＞膨润土,对提高树脂抗盐性能的贡献大小:滑石粉＞膨润土＞高岭土.     

一种基于高吸油树脂与聚丙烯复合吸油材料

通过悬浮聚合反应,制备甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯3种单体的三元高吸油树脂材料.分析单体配比、分散剂含量、聚合温度等因素对共聚物高吸油树脂吸油性能、产率、结构与外观的影响.按照一定的混合比例,将制备的高吸油树脂与聚丙烯颗粒进行复合熔喷,制备基于甲基丙烯酸酯高吸油树脂与聚丙烯材料的吸油材料.采用基于甲基丙烯酸酯高吸油树脂材料与聚丙烯的复合吸油材料,具有吸油倍率较高、保油率好、吸水率低等特点,适用于吸附水面溢油.     

新型吸油材料的研究进展

采用吸附材料来吸附水中的油是近几年来处理水面溢油事故的较好方法.对吸油材料的分类和机理进行归纳,综述气凝胶、疏水海绵、分离膜等新型吸油材料的研究进展,指出吸油材料应向高吸附量、环境友好、可持续利用的方向发展.     

石墨烯改性落棉纤维的结构及其吸附性能

为提高天然棉纤维的疏水性以扩展其在吸油领域的应用,以精梳落棉纤维为基材,采用自组装法将氧化石墨烯附着在纤维表面,然后采用热还原方法制备石墨烯改性落棉纤维;通过扫描电子显微镜、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱对纤维形态和结构进行表征,并研究了改性落棉纤维的吸附性能.结果表明:改性落棉纤维表面有片层结构,纤维变得粗糙;石墨烯的加入使改性落棉纤维的饱和吸油倍率明显提高,亲油疏水性能明显改善;当氧化石墨烯质量浓度为0.5 mg/m L、热还原温度为150℃时,改性落棉纤维的饱和吸油倍率可达42.67 g/g,而原落棉纤维的饱和吸油倍率只有25.64 g/g;改性落棉纤维具有较好的重复使用性能,其吸附量变化幅度小于6.5%;石墨烯能牢固附着在纤维上,在超声波条件下,改性落棉纤维的饱和吸油倍率仅下降7%.     

温敏型调湿材料的制备与表征

分别以甲基纤维素、异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸及丙烯酰胺温敏材料聚合反应得不同种类的温敏型调湿材料,并分别通过间歇式吸附/脱附实验、TG-DTA和FTIR分别表征几种温敏型调湿材料的吸放湿动力学实验、热稳定性及其结构,讨论了不同聚合体温敏性对复合材料吸放湿性能的影响.结果表明:脱附速率随3种温敏材料的低临界溶解温度的降低而增加,异丙基丙烯酰胺与甲基纤维素的共聚物的放湿速率最快,80℃条件下10 min可以脱附95%以上;耐盐性较好的甲基纤维素与CaCl2复合制备有机-无机温敏相变材料具有较高的吸湿性能,RH=100%时的吸湿量可以达到1.45 g/g,且所有材料在350℃以下具有良好的热稳定性.     

CaCl2改性聚丙烯酸基调湿材料的制备与表征

本文分别用聚乙烯醇、凹凸棒土及CaCl2对聚丙烯酸基调湿材料进行了改性,用间歇式吸附/脱附进行吸/放湿动力学实验,用TG-DTA和FTIR表征了改性复合材料的热稳定性及其结构,讨论了CaCl2改性对调湿材料的吸放湿性能的影响。结果表明： 有机高分子/无机盐/无机矿物三种调湿材料同时复合是一种制备高效调湿材料的有效方法;当相对湿度小于80%时,CaCl2改性可分别使复合材料的湿容量及吸湿速率增加1倍及6倍;CaCl2改性后复合材料的放湿速率得到了明显加强,且复合材料在350℃以下具有良好的热稳定性。     

LiFePO4纳米材料的制备及电化学性能研究

锂离子电池正极材料的研究主要有过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物等材料.其中正极材料LiFePO4虽然有了一定的研究和应用,具有一定的电化学性能,但其在放电电压、电导率及放电速率方面还有一定的发展空间,因此,还有必要从制备方法等方面进行一些研究和探索.采用水热法、溶剂热法和喷雾法,分别制备了LiFePO4纳米材料,并通过X射线衍射和扫描电镜对样品结构形貌进行了表征,然后以其为正极材料,金属锂片为负极,组装纽扣电池,进行充放电、循环性能、倍率性能以及交流阻抗等电化学性能分析.结果表明,采用溶剂热法制备的样品颗粒分散,大小均一,能够有效提升材料的循环性能.而采用喷雾法制备的样品则具有更高的充放电比容量和充放电效率.     

尖晶石型Li_4Mn_5O_(12)正极材料的合成

以LiOH·H2O和MnCO3为原料,采用两段固相法制备了亚微米级大小的尖晶石型Li4Mn5O12正极材料.通过充放电测试、X射线衍射、扫描电镜等现代实验方法研究了合成温度对材料的电化学性能的影响.研究表明:500℃烧结制备的样品表现出最佳的电化学性能.在0.2 C倍率电流条件下,第1循环和第30循环的放电容量分别为143.5 mAh·g-1和143.9 mAh·g-1;在2 C倍率电流下,样品的第1循环和第50循环的放电容量分别为109.2 mAh·g-1和126.1 mAh·g-1.     

单模聚焦微波辐射合成丙烯酸系高吸油树脂

采用Discover单模聚焦微波精确有机合成系统,通过乳液聚合法合成低交联度的高吸油树脂。研究了丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的质量比,引发剂用量,交联剂用量,微波功率对树脂吸油率的影响,并对微波加热与常规加热合成树脂的吸油速率、保油率、耐寒耐热等性能进行了比较。结果表明,在Discover标准模式下,最大功率60 W,最高温度70℃,辐射时间2 h,在引发剂的质量分数为2%,丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的摩尔质量比为7/3,交联剂的质量分数为0.6%的条件下得到的树脂吸油性能最好。     

水滑石在水处理中的应用进展研究

水滑石作为一种新型材料已广泛应用于医药、能源、环保等领域,具有离子交换性、记忆效应、热稳定性、红外吸收性等特点。在水处理方面,水滑石可以吸附难降解的有机物及无机离子,去除率高且无二次污染。介绍了水滑石的合成方法及产物特点、水中无机离子和有机物的去除及其影响因素和水滑石的再生。     

太阳能驱动水蒸发装置中的碳基光吸收材料的研究进展

在全球水资源短缺与环境污染等严峻形势下,寻求一种清洁的获取洁净水资源的方式是必要的。太阳能作为取之不尽并且清洁无污染的能源,其应用包括光热、光电、光催化氧化等。其中,光热是能源转化效率最高的方式,而碳材料作为近年来受到重视的材料,有着来源广泛、价格便宜且环境友好等诸多优点。主要综述近年国内外研究的具有良好光热效应的碳材料及其复合材料,并且总结了一些新的研究思路和可以应用于光热转换的材料。     

有机调湿材料的探索研究

以丙烯酸、丙烯酰胺为原料制备各自均聚物及其共聚物，并通过添加人造沸石和高岭土，对其共聚物进行改性，测试人造沸石、高岭土、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、人造沸石交联丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、高岭土交联丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的吸放湿性能。结果表明：无机调湿材料吸放湿速度快，但湿容量小；有机调湿材料吸放湿速度中等或较慢，但湿容量大。而通过无机与有机调湿材料的交联反应，可以得到吸放湿速度快且湿容量大的调湿材料.     

Corn cob modified by lauric acid and ethanediol for emulsified oil adsorption

Corn cob is a naturally renewable material with developed micropore and hydrophobic characteristics, which enables it to show good oil adsorption capacity. In order to improve oil adsorption capacity, corn cob was modified with lauric acid and ethanediol. The structure of raw and modified corn cob was investigated using Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy(SEM), Brunauer-Emmett-Teller(BET) method, thermogravimetric analysis(TGA) and Ze Ta potential analyzer. The effects of p H level, adsorption time, adsorbent dosage, and initial oil concentration on oil absorbency of corn cob were studied. The results indicate that the modification significantly improved the lipophilicity of corn cob, making the modified corn cob with much better adsorption capacity on oil absorbency. Compared with raw corn cob, the maximum saturated adsorption capacity of modified corn cob is 16.52 mg/g at p H 5, and the increasing percentage is found to be 141%, which indicates that the modification causes a better adsorption capacity for oil removal. In addition, due to high oil adsorption capacity, affordable price and low secondary pollution, the modified corn cob could be considered promising alternative for the traditional oil adsorbent to clean up the emulsified oily water.     

腰果油改性酚醛树脂制备高性能刹车片的研究

以腰果油改性酚醛树脂、丁腈橡胶粉为主要原料，通过对配方研究和筛选，制得了磨耗低，抗冲击强度高，硬度和摩擦系数适中，高温下抗热衰退明显的高性能载重汽车制动器内衬材料。电子显微镜分析表明，腰果油改性酚醛树脂和丁腈橡胶粉可改善刹车片中无机纤维、颗粒的界面结合状况，导致试样的热分解、热衰退和热龟裂现象减少，有效地提高试样的耐磨性能和机械性能。同时该生产工艺可省去投资大、能耗高的密炼生产工序，投资少，可降低成本。     

低温地区陆地泄漏原油的生物降解研究进展

陆地原油泄漏事故具有突发性、泄漏量大、泄漏速度快、污染面积广的特点,常对陆地生态系统造成严重的持续性破坏。综述了陆地泄漏原油对土壤环境和人体健康造成的危害,主要介绍了处理原油泄漏的方法,包括无机矿物材料的物理化学吸附法和固定化微生物处理技术。此外,针对我国低温地区陆地泄漏原油的原位处理问题,提出将物理化学吸附与微生物降解有机结合,采用粉煤灰基沸石与固定化低温石油烃降解菌联合处理的方法,充分发挥无机矿物吸附剂吸附效率高、低温高效石油烃降解菌降解彻底的优势,为我国低温地区陆地泄漏原油处理提供参考依据。     

Efficiency characterization of ceramic filtering materials used for drinking water treatment

For ceramic filtering materials, their adsorption capacities, purification efficiencies to remove organic compounds from drinking water, and correlation between adsorption capacities and pore structures were tested and analyzed. The results show that correlation coefficient between the specific surface area and the adsorptive amount of iodine molecule is 0.99; correlation coefficient between the pore volume and the adsorptive value of tannin molecule is 0.92, and correlation coefficient between the most probable diameter and the adsorption parameter is 1.0. A new method of morphology characterization for ceramic filtering materials was developed, which offered a sort of standard for the evaluation on water purification efficiencies and selection of ceramic filtering materials.     

碳纳米管/羧甲基纤维素钠杂化材料修饰电极的制备及其电化学性能研究

伴随着纯电动汽车、利用清洁能源的高效储蓄和便携式电子产品的飞速发展,寻找具有高功率密度、低成本、高可靠性、环保且寿命长的新型电化学储能材料与器件迫在眉睫。纤维素是一种自然形成的有机聚合物,其自身良好的生物相容性和可降解性使其在新能源材料应用上备受关注。近年来,天然纤维素微纳化与新型纤维素衍生材料制备的工程化,极大扩大了纤维素基材料在新能源领域的应用范围。通过杂化、物理共混、化学改性、掺杂与互穿等方式,构建与制备纤维素基高性能绿色环保储能材料具有理论研究价值和应用潜力。本工作将羧甲基纤维素钠作为碳纳米管的分散剂构建杂化体系,使碳纳米管的电化学性能得以充分发挥,通过溶剂配比、PH值等影响因素的探索,得到制备电化学性能优异的杂化体系的最佳实验条件,该杂化体系修饰后的电极材料具备构建超级电容器的巨大潜力。     

SOL-GEL法制有机聚合物/无机纳米粒子复合材料

归纳了SOL－GEL法制有机／无机纳米复合材料（ONIC）的复合方法,如：有机聚合物存在下形成无机相纳米粒子;无机纳米相存在下进行有机单体聚合;无机溶胶与有机聚合物溶液共混,再凝胶化,用杂交法将有机单体与无机溶胶同步聚合形成互贯网络,这种复合材料的最大结构特点是微区的大小在纳米尺寸范围内,也可是互相贯穿的,其材质是高度透明的,耐热,热分解温度和力学强度比纯聚合物有较大的提高。