纺织先导技术潜力巨大

为激发创新引领的跨界合作活力,打造科技创新驱动高质量发展的风向标,深化"科创中国"建设,中国科学技术协会发布了2020年度"科创中国"先导技术榜单,聚焦电子信息、生物医药、先进材料、装备制造、资源环境等领域,优选出50项技术成果. 5项与纺织领域相关的技术上榜,分别是四川大学的"可高温炭化不熔滴阻燃聚酯及纤维"项目、江...     

加速炭化对丝织品结构及稳定同位素的影响

为探究丝织品炭化前后的形貌、结构及稳定同位素比值的变化情况,采用热老化试验箱对现代丝织品进行人工加速炭化试验,利用扫描电镜、红外光谱仪和稳定同位素质谱仪对样品进行表征。结果表明：丝织品在200℃炭化条件下0.5 h后变黄并最终变黑;炭化24.0 h后,蚕丝纤维的强度降低,直径明显减小,同时β折叠结构会向α螺旋结构和无规卷曲结构转变;丝织品中的碳、氮稳定同位素比值在炭化后均被富集,氢、氧稳定同位素被贫化。该研究可以为丝织品的产地溯源提供一定科学依据。     

聚酰亚胺薄膜制备高定向石墨材料的研究

将双向拉伸聚酰亚胺(PI)薄膜叠层、压制炭化、高温热处理后制得了高定向石墨材料.借助TG、元素分析、XRD等测试手段分析了PI薄膜层叠成型体在热处理过程中质量、尺寸、化学组成、微观结构的变化.结果表明成型体炭化期间薄膜面向收缩较大,层叠方向尺寸变化不大,对材料进一步加压石墨化后,发现材料沿层叠方向有较大收缩,沿径向收缩较小.XRD分析表明PI薄膜热处理过程中会发生从高分子定向膜到无定型炭,再到高有序石墨结构的转变.经2800℃处理后的材料具有高的取向性和传导性能,四探针法测得样品的电阻率为0.79μΩ·m,根据电阻率与热导率的相关公式推得其热导率为1000～1600W/m·K.     

粘胶基炭化织物的制备及工艺优化

将普通粘胶纤维织物,选择合适的阻燃剂和浸渍工艺进行浸渍,在一定温度场中进行炭化处理,制得具有优良阻燃性能和一定力学性能的防火织物。考察了处理工艺中温度?时间?张力三个因素对防火织物的阻燃性能及力学性能的影响,找到最优化方案,使所得的粘胶防火织物综合性能最好?结果证明采用有机硅复合催化剂,当处理工艺为温度240 ℃、时间42 min、张力3.92 N时,制得的织物性能最佳 。     

豆秸秆基多孔炭的制备及其对亚甲基蓝染料吸附行为的研究

为实现农林废弃物豆秸秆最大价值化利用且有效应用于亚甲基蓝染料废水的吸附,以农林废弃物豆秸秆为原料,采用碱活化炭化-酸刻蚀结合法制备出多孔炭SSC-800。利用拉曼光谱,X射线衍射仪(XRD)和氮气的吸附/脱附对豆秸秆基多孔炭SSC-800进行性能分析,研究了多孔炭SSC-800添加量和溶液pH对吸附效果的影响并剖析炭材料对亚甲基蓝染料的等温吸附模型和动力学模型。结果表明：当原料与活化剂比例仅为1∶2时,制备的SSC-800其比表面积达到2 101.28 m²/g,其中微孔比表面积为1 753.19 m²/g。对亚甲基蓝染料的去除率高达99.6%,最大吸附量可达到1 369.08 mg/g;多孔炭SSC-800对亚甲基蓝染料的吸附符合Langmuir吸附等温模型,属于单分子吸附类型,吸附动力学符合准二级动力学,以化学吸附为主。     

热解终温对花生壳炭化产物的影响研究

采用自制的生物质固定床热解装置研究了不同热解终温对花生壳炭化产物的影响。结果表明：随着热解终温的增加,生物炭质量和能源产率总体上呈现降低趋势,热解气产率呈现上升趋势（热值显著提高）,其中液体质量产率在550℃时达到最大值;热解终温的增加使花生壳生物炭中固定碳、灰分不断提高,C元素不断提高,H元素与O元素含量则不断降低,生物炭的化学和生物稳定性提高;生物炭的热值在500℃时达到最大值,为24.346MJ/kg。生物炭的燃烧过程包括水分蒸发、固定碳及挥发分燃烧和燃尽等3阶段,其燃烧起始时间明显晚于花生壳,不同温度制备的生物炭的综合燃烧特性指数（S）从大到小的顺序依次为：C500 > C350 > C600 > C400 > C450 > C550;热解终温为550℃时,生物炭的比表面积、微孔表面积、总孔容积和微孔容积均最大,分别为50.58m²/g、29.56m²/g、0.01543cm³/g和0.01111cm³/g,与活性炭相比仍有较大差距,需要进一步处理。     

草酸改性甘蔗渣炭的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附特性

以甘蔗渣（OB）为原料,先在空气氛围下高温炭化制得甘蔗渣炭（CB）,再经草酸改性制得草酸改性甘蔗渣炭（COB）,采用SEM、FT-IR和氮气吸附-脱附等温线对3种样品进行表征,并考察了OB、CB和COB对模拟废水中的Cr（Ⅵ）的吸附效果。结果显示：3种样品比表面积大小为COB>CB>OB,其中COB的比表面积为240.67 m²/g,总孔容为0.138 cm³/g,平均孔径为2.30 nm;CB以及COB较OB的孔隙结构更发达、含氧官能团种类及数量明显增加,吸附能力提高。吸附实验结果表明：对Cr（Ⅵ）的吸附量表现为COB>CB>OB,在pH值1、投加量0.6 g、吸附时间100 min、吸附温度25℃和Cr（Ⅵ）质量浓度50 mg/L条件下COB对Cr（Ⅵ）的去除率为99.1%。吸附热力学及动力学结果显示：Langmuir等温吸附模型能更好地反映吸附过程,吸附过程遵循准二级动力学模型,表明甘蔗渣炭对Cr（Ⅵ）的吸附主要为化学吸附的单分子层吸附。     

炭化条件对聚丙烯腈炭膜性能的影响

采用浸渍法在煤基炭管上制备出聚丙烯腈基复合炭膜,考察了炭化条件对聚丙烯腈基炭膜性能的影响.结果表明,炭化温度和升温速率对炭膜的孔结构及分离性能的影响较大,而惰性气体流率和恒温时间的影响则相对较小.通过优化这些实验参数可以制备出复合效果好、表面光滑无缺陷的聚丙烯腈炭膜.     

生物质炭的制备及其在能源与环境领域中的应用

本文综述了热分解法、微波炭化法以及水热炭化法制备生物质炭材料的研究现状及其存在的问题;并概括了生物质炭在碳燃料电池、生物质炭燃料、污水处理和土壤处理等能源与环境领域应用的研究进展,最后展望了生物质炭的发展前景。