基于金属有机骨架材料的电阻传感器在检测VOCs中的应用

化学电阻传感器由于其结构简单、分析快速等特点在众多气体传感方式中脱颖而出,因此成为了目前应用广泛的传感器类型。其中,用于检测挥发性有机化合物（VOCs）的电阻传感器中敏感材料对气体的选择性吸附和相应的检测至关重要,此外也需要一些额外措施保证检测的选择性。因此,传感材料的比表面积、孔尺寸、功能官能团以及辅助材料等决定了传感器的响应程度、选择和敏感程度。金属有机框架材料（MOF）是一类新型的有机?无机杂化材料,具有丰富多孔、高比表面积、结构多样性、化学稳定性良好等特点,除此以外一些MOF衍生物也具有比表面积大、导电性良好等特点,因此MOF及MOF衍生物已在气体传感器中得到广泛研究和应用。基于化学电阻传感器基本原理、MOF及MOF衍生物在电阻传感器检测挥发性有机化合物中起到的作用、原理、及其应用,对其发展前景和面临的挑战进行了展望。      

ZnO微／纳米纤维的静电纺丝及其表征

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为络合剂与醋酸锌[Zn(CH3COO)2]反应制得前驱体溶液,用静电纺丝法制备了PVP／Zn(CH3COO)2纤维,经煅烧得到具有微孔结构的氧化锌(ZnO)微／纳米纤维。对所制备纤维分别采用差热-热重分析、红外光谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜等手段进行了表征。结果表明: PVP/Zn(CH3COO)纤维表面光滑,直径约300-700 nm,经700℃煅烧后,可得到ZnO微／纳米纤维。     

SiO2/TiO2共混电纺纤维的制备及光催化性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)为原料,采用静电纺丝技术制备了SiO2/TiO2共混纤维膜,经过煅烧后得到了SiO2/TiO2无机纳米纤维.采用TG-DTA对SiO2/TiO2共混无机纤维的热行为进行了表征,并对不同电压、不同纺丝液配比以及不同煅烧温度条件下得到的样品进行了SEM表征,研究不同条件对纤维形貌和光催化性能的影响.结果表明:当纺丝电压+17 kV、接收距离13.5 cm时,纺丝液最佳配比是4.0 g PVP、11 mL EtOH、1.0 mL HAc、1.3 mL TEOS和1.0 mL Ti(OC4H9)4.为了得到形貌和组成兼备的SiO2/TiO2共混无机纤维,确定最佳热处理条件是450℃保温3 h,样品在紫外光照射下对亚甲基蓝的最高去除率达到51%.     

静电纺PA56纳米纤维膜的制备及力学性能研究

配制不同浓度的PA56(锦纶56)纺丝液,采用静电纺丝技术制备PA56纳米纤维膜。通过扫描电子显微镜观察膜表面的微观形貌,探究纺丝液浓度对纤维形貌和直径的影响。结果表明:当纺丝液浓度为2.0g PA56/10mL HCOOH,推进速度为0.5mL/h,纺丝温度为45℃时,纺丝效果最佳,此时纤维直径为0.155μm。采用电子万能试验机对制得的PA56纳米纤维膜的力学性能进行测试,在最佳条件下所制膜的弹性模量为142.43MPa,断裂伸长率为19.9%,拉伸断列应力为15.02MPa,拉伸强度为15.02MPa,具有较好的力学强度。     

静电纺PLA微/纳米纤维膜的浸润性能研究

采用静电纺丝技术制备聚乳酸(PLA)微/纳米纤维膜,研究了其可纺性、浸润性能及结构。结果表明:以二氯甲烷为溶剂的PLA电纺丝溶液,当PLA质量分数为7%时,可纺出纤维直径为280～690 nm的PLA微/纳米纤维膜。PLA微/纳米纤维膜与水的接触角为127.6°,高于PLA流延膜与水的接触角107.7°;红外光谱分析表明,PLA微/纳米纤维膜的分子组成没有发生变化;X光电子能谱测试表明PLA微/纳米纤维膜的表面碳氧含量比高于PLA流延膜,PLA微/纳米纤维膜的疏水性得到提高。     

微生物燃料电池中阳极产电菌的研究进展

微生物燃料电池(MFCs)是一种生物电化学混合系统,利用微生物的氧化代谢作用将有机物或者无机物中的能量转化为电能,具有节能、减少污泥生成及能量转换的突出优势,已引起广泛关注。其中,产电微生物是MFCs系统的核心组成部分,筛选及培养高效产电微生物对促进MFCs的产电性能具有重要作用。对产电微生物电子传递机制、产电微生物种类以及影响微生物产电的因素进行分析总结;综述了阳极产电微生物的最新研究进展;最后,从微生物角度展望了阳极产电微生物未来的研究方向,以期为产电微生物在MFCs中的应用提供指导和支持。     

微生物燃料电池处理丙酮和氨氮废水及同步产电性能研究

本研究利用阴离子交换膜作为分隔膜构建了生物阴极微生物燃料电池（Microbial fuel cell, MFC），通过硝化反硝化过程去除氨氮、降解丙酮同时产电。实验探究了不同丙酮浓度（50 mg/L、100 mg/L、300 mg/L、500 mg/L、700 mg/L）对MFC产电及氨氮（200 mg/L）的去除效果。结果表明，在选定的丙酮浓度范围内，丙酮的去除率均高达96%以上；当丙酮浓度高于300 mg/L时，氨氮的去除开始受到抑制，氨氮最高去除率为73.7%，且丙酮浓度为300 mg/L时，对应的MFC的产电性能最佳，最高输出功率密度可达49.7 mW/m2。高通量测序技术分析了阳极及阴极微生物群落结构，从门级分类上看，阳极中的优势微生物群落主要为变形菌，拟杆菌门及厚壁菌门；阴极上的优势微生物群落为拟杆菌门、放线菌门、变形菌门及酸杆菌门。从属级分类上看，阳极主要的优势菌种为Comamonas, Acetoanaerobium，Stenotrophomonas。阴极主要的优势菌种为Rhodococcus，Aridibacter, Thauera，Ignavibacterium。     

MOF-808@PAN纳米纤维制备及其降解芥子气模拟剂性能

芥子气（HD）是难降解可致死的最广泛使用的化学战剂,锆基金属有机框架材料（Zr-MOFs）MOF-808对其有很好的降解效果。但现阶段研究MOF-808对HD的降解多以粉末态使用,易团聚难回收,为解决此问题,研究使用静电纺聚丙烯腈（PAN）来固定回收MOF-808,并验证了MOF-808@PAN对芥子气有优异的降解效果。以ZrOCl2、均苯三甲酸为原料,三氟乙酸为调节剂,基于水为溶剂无模板的合成了MOF-808@PAN纳米纤维材料。采用SEM、XRD、FTIR、TG及氮气吸脱附对催化剂结构进行了表征。实验结果表明,MOF-808@PAN纳米纤维具有441.5m2/g的比表面积。在5μL芥子气模拟剂（CEES）下暴露20个小时,CEES的降解效率可达83.7%。为芥子气的降解提供另一解决思路。     

静电纺丝热塑性聚氨酯纳米纤维的制备

将N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和四氢呋喃（THF）按体积比0：4、1：3、2：2、3：1、4：0混合作为溶剂,确定配比后,在不同浓度、电压下对热塑性聚氨酯（TPU）溶液进行静电纺丝。结果表明,DMF与THF的体积比对聚氨酯静电纺丝纤维的形貌、直径及其均匀性有明显影响,当混合溶液体积比为2：2,浓度为0．18g／mL,电压为26kV时,TPU纺丝液纺丝效果最佳,得到最理想的纤维;纤维直径随DMF含量的增多而减小,但当DMF含量过多时,纤维上容易出现液滴,纤维形貌变差;TPU纺丝液浓度增大,纤维直径增大;电压增大,纤维直径减小。     

并列型静电纺丝法制备扭曲螺旋结构的复合微/纳米纤维与表征

采用并列型静电纺丝法成功制备出新型的扭曲螺旋结构的复合微/纳米纤维.主要使用扫描电镜、Smile View图像分析软件对样品的微观形貌及结构进行了表征和分析.分析结果表明,高收缩性聚酯弹性体TPEE和相对收缩率较低的PBT,在并列型电纺过程中因断裂伸长率不同产生不同程度的收缩,从而形成三维扭曲螺旋结构的复合纤维.所得纤...