拉伸残余应力对聚偏氟乙烯纤维力学性能的影响

为得到高断裂强度的聚偏氟乙烯(PVDF)纤维,在后处理过程中利用拉伸产生的残余应力对其进行定长处理实验。探究了该处理过程中最优的工艺条件参数,并利用热分析法、红外光谱法、X射线衍射法和应力拉伸实验等测试手段对纤维的晶体结构、晶区取向、晶粒尺寸、结晶度和力学性能进行测试与分析。结果表明：在残余应力作用的后处理过程中,PVDF发生了α晶型向β晶型的进一步转变,β晶型的含量从74.6%增加到88.7%;结晶度从49.4%增加到52.3%;晶区的取向程度提高,取向因子从0.793 2增加到0.833 4;纤维的断裂强度提升明显,特别在60 °C的水浴下处理3h 时,断裂强度可达到最大值633 MPa,相比未处理前提高了70 MPa。     

Preparation and characterization of polyvinylidene fluoride hollow fiber membranes for ultrafiltration

Polyvinylidene fluoride (PVDF) hollow fiber membranes were prepared using the solvent spinning method. N,N-dimethylacetamide was the solvent and ethylene glycol was employed as non-solvent additive. The effect of the concentration of ethylene glycol in the PVDF spinning solution as well as the effect of ethanol either in the internal or the external coagulant on the morphology of the hollow fibers was investigated. The prepared membranes were characterized in terms of the liquid entry pressure of water measurements, the gas permeation tests, the scanning electron microscopy, the atomic force microscopy, and the solute transport experiments. Ultrafiltration experiments were conducted using polyethylene glycol and polyethylene oxides of different molecular weights cut-off as solutes. A comparative analysis was made between the membrane characteristic parameters obtained from the different characterization techniques.     

改性聚偏氟乙烯微滤膜深度处理城市污水的研究

采用改良的热诱导化学聚合技术,在聚偏氟乙烯（PVDF）微滤膜表面接枝具有离子交换性能的羧酸基团,并借助X衍射光电子能谱（XPS）和环境扫描电镜（ESEM）对改性PVDF微滤膜进行了表征.采用该改性PVDF（PAA/PVDF）膜深度处理城市污水,探讨了pH值、接触时间对处理效果的影响.试验结果表明：热诱导化学聚合技术在PVDF膜表面成功接枝了羧酸基团,PAA/PVDF膜对水溶性金属离子具有交换去除作用,出水水质优良.     

热活化水化高铝水泥颗粒吸附氟化物行为研究

对水化高铝水泥颗粒(ALC)进行热活化改性,制备成活化温度t不同的吸附剂(ALCt),研究了热活化温度、pH值、共存离子和离子强度等因素对ALCt吸附氟化物性能的影响,同时利用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等分析了其表面形态、内部结构特征和吸附机理.结果表明:在25℃、pH=7、初始氟浓度100mg/L条件下,热活化温度为600℃的吸附剂ALC600平衡吸附量高达17.42mg/g,且能在较宽的pH值范围(5~9)具有良好的除氟性能;共存离子Cl^-、NO3^-、SO4^2-和离子强度对ALC600的吸附效果影响不明显;ALC600的吸附过程遵循准二级动力学模型,符合Langmuir等温线模型,其理论最大吸附容量为223.72mg/g.结合吸附氟化物前后ALC600的晶体结构、化学键、表面形态的变化,确定其吸附机理是以化学吸附为主,通过内部络合和表面沉淀来实现氟离子的去除,同时也涉及离子交换和静电作用.     

超支化季铵盐诱导制备树枝状纳米纤维膜及其性能

为开发具有高效过滤性能的膜材料,以超支化季铵盐(HBP-HTC)为枝化促进剂,利用静电纺丝技术一步法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)树枝状纳米纤维膜,探讨了纺丝工艺对纤维膜成形结构的影响,分析了树枝状纳米纤维膜的力学性能及其空气过滤性能。结果表明：由于HBP-HTC表面丰富的季铵基团具有对电荷的稳定富集作用,可获得比用小分子季铵盐制成膜更多的树枝状纳米纤维结构,当PVDF质量分数为12%,季铵基团添加量为0.10 mol/L,纺丝电压为25 kV时,制得的纤维膜树枝状覆盖率高达78.32%,且具有较好的力学性能;所制备的纳米纤维膜厚度为40μm时,其过滤效率高达99.995%,而压降为122.4 Pa。     

油基钻井液钻遇高浓度钡盐地层的处理方法及应用

四川盆地在采用油基钻井液钻超深井过程中,钻杆水眼内变径处出现环形的结晶垢状物,堵塞钻井液循环通道,引起憋泵,甚至导致卡钻、井漏、井喷等事故发生。针对这一问题,对垢状物采用水分析和EDS能谱元素分析方法,分析其主要结垢金属离子为钡、钛离子;与钻遇地层岩石和重晶石粉加重剂元素组分比对,认定为钻遇地层可溶性盐产生,其机理为井下高温溶解,地面降温重结晶析出、聚结形成结晶垢状物。室内评价了盐重结晶抑制剂和高价金属离子清洁剂抑制结垢效果和作用机理,抑制结垢效果良好,与油基钻井液配伍性良好。在ST-6井中进行了现场应用,解决了结垢堵塞钻具水眼等问题,对井浆性能无不良影响,为四川盆地超深层天然气勘探开发增添了一项新的技术方法,具有应用价值。     

利用含锌工业固废制备高纯氧化锌的工艺研究

针对氧化锌尾矿和废弃水渣等工业固废中有价锌难以回收的问题,以当地工业含锌固废为原料,利用碳热还原氧化法,制备了高纯氧化锌微粉。通过HSC Chemistry进行热力学计算和试验研究结合的方式,分析了含锌废渣中硅酸锌与碳还原反应的热力学过程。讨论了配碳量、焙烧温度、焙烧时间以及CaF₂对硅酸锌还原过程锌产率的影响。结果表明,在以CaF₂为催化剂时,1 000～1 100℃催化效果最显著。得出最佳工艺条件：在温度为1 100℃、保温时间40 min、碳含量20 wt%、CaF₂添加5 wt%的条件下锌产率(氧化锌回收率)为97.44%。对挥发产物进行结构和成分分析,其物相为六方纤锌矿结构的氧化锌晶体,粒度大小2～4μm,纯度达到了99.47%。     

铝电解废旧阴极酸浸液除氟回收锂工艺研究

铝电解废旧阴极经过硫酸浸出得到了含有Na、Li、Al、F等有价元素的浸出液,具有回收价值的同时伴随着严重的二次污染。采用冰晶石结晶法两次除氟,除氟后回收锂。实验结果表明：当反应pH=9、n(Al):n(F)=1∶6、反应温度为50℃、反应时间为90 min、晶种添加量为0.8 g/L时,溶液中残氟浓度为48 mg/L,一次除氟率为98.15%,锂除去率为1.38%;经过二次除氟后,溶液中氟的浓度为49 mg/L,二次除氟率为85.12%,锂除去率为2.13%;经过两次除氟后,氟总除去率为99.38%,锂总除去率为1.31%;制备出的Li₂CO₃纯度大于99.5%。     

疏水性涂层的制备及防结霜性能

基于聚偏氟乙烯(PVDF)、纳米碳酸钙和十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)制备了一种疏水性涂层。采用扫描电镜(SEM)分析,表明少量的FAS-17可改善CaCO3在PVDF中的分散状况和提高涂层表面与水滴的接触角,同时对涂层的力学性能没有影响。该疏水涂层可显著改善铜表面的防结霜性能。     

Thermal stability of FeF3 cathode for Li-ion batteries

The thermal stability of a FeF₃ cathode was quantitatively studied by differential scanning calorimetry (DSC). The cycled electrode without electrolyte was examined and found to become more thermally stable after Li-ion insertion. On the other hand, mixtures of cycled electrodes and electrolyte were investigated by changing the ratio of cycled electrode to electrolyte. The thermal decomposition of the electrolyte was mainly responsible for the exothermic heat for the discharged electrode and electrolyte combination. Although a reaction between the active materials of the electrode and electrolyte was observed for the mixture of the charged electrode and electrolyte, the exothermic heats were small. In contrast to lithium transition-metal oxide cathodes for lithium-ion batteries, the exothermic heat was suppressed by the FeF₃ electrode. Therefore, FeF₃ as a cathode for Li-ion batteries shows more thermal stability at elevated temperatures.