离子液体中纤维素/TiO_2复合材料的制备及其性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐BMIMCl为反应介质,钛酸丁酯作为钛前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2,并将其负载在纤维素上,制备纤维素/TiO_2复合材料。采用单因素实验对反应条件进行优化,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外光漫反射(DRS)及热分析仪(TG)对复合材料结构及性能进行表征。以紫外光为光源,研究纤维素/TiO_2复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解性能。结果表明:采用离子液体BMIMCl作为反应介质,可在常温常压下制备出高活性的光催化复合材料;TiO_2负载于纤维素后的复合材料对甲基橙的降解率在80min达到97.09%,与未负载的纳米TiO_2光催化剂相比,复合材料对甲基橙的降解率提高了37%。纤维素/TiO_2复合材料重复利用4次后对甲基橙的降解率仍能达到62.66%。     

球形木质素负载纳米零价铁去除溴酸盐的研究

以球形氰乙基木质素为原料通过液相还原法制备球形木质素负载纳米零价铁材料（LSAC-Fe）,用于去除饮用水中微量的溴酸盐。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、氮气吸附法（BET）等对其结构进行表征,并探究了不同条件下LSAC-Fe对BrO-3的吸附效果及其热力学吸附和去除机理。研究表明,纳米零价铁可较为均匀地负载在球形木质素上,并且LSAC-Fe具有很高的表面活性;BrO-3的去除率随着初始溶液pH值的升高而降低,随着BrO-3初始溶液质量浓度的增加而降低;LSAC-Fe对BrO-3的吸附过程为吸热过程,升温可促进LSAC-Fe对BrO-3的吸附。     

利用高浓度印染废水制备水煤浆的研究

 采用神华集团的神华配煤和高浓度印染废水制备水煤浆,研究其成浆性能,并与自来水制备的水煤浆进行性能比较,结果表明：当添加剂LS-A的用量为0.7%时,能够制备出浓度合理、剪切黏度小于1200 mPa?s的水煤浆,且浆体流动性好;随着印染废水pH值的增大,水煤浆的静态稳定性越好,制浆性能基本没变;用印染废水制备的水煤浆主要表现为宾汉塑性流体和屈服假塑性流体,具有剪切变稀的流动特性,能够满足实际生产和运输的需要。     

混凝-光催化联用技术处理制浆中段废水的研究——TiO2-SiO2光催化剂的制备

以钛酸丁酯、正硅酸乙酯、无水乙醇等为原料,采用Sol-Gel法制备TiO2-SiO2光催化剂,通过单因素实验得到最佳制备工艺条件为:n(钛酸丁酯)∶n(正硅酸乙酯)为2.33∶1,煅烧温度为600℃,煅烧时间为3 h,反应溶液pH值为3。当进水CODCr为379.5 mg/L,TiO2-SiO2光催化剂的投加量为0.5 g/L,紫外光照时间为3 h时,出水CODCr为67.8 mg/L。TiO2-SiO2光催化剂颗粒大小为100～500 nm,具有较高的催化活性和稳定性,可以多次重复使用。对比实验表明,TiO2-SiO2处理制浆中段废水的效率比TiO2高。     

包埋型球形纤维素吸附剂的制备研究

以马尾松硫酸盐浆纸浆纤维素为原料,利用热溶胶转相法,在纤维素再生过程中将荆树皮栲胶包埋在纤维素基体上,制备出包埋型球形纤维素吸附剂ESCA,并考察其对盐酸小檗碱的吸附效果。结果表明,当荆树皮栲胶用量为1.00%,碳酸钙用量为6.67%,明胶用量为3.33%,油酸钠用量为0.50%时,制得的吸附剂ESCA的含水率为73.2%,比表面积为436.2m2/g,荆树皮栲胶的包埋率为98.26%。当盐酸小檗碱初始质量浓度为200mg/L,溶液pH值为7,吸附时间为3.0h,吸附温度为30℃时,ESCA对盐酸小檗碱的吸附率为95.28%,平衡吸附容量为23.82mg/g。     

新型球形纤维素螯合吸附剂对Cr6+、Ni2+的吸附性能研究

研究了同时含有咪唑基和羧基两种官能团的球形纤维素螯合吸附剂(SCCA)对Cr6+、Ni2+的静态吸附性能,并探讨了SC-CA对Cr6+、Ni2+混合溶液的选择吸附性。结果表明,SCCA对Cr6+具有较强的吸附能力,吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附容量随吸附温度的升高而增大,当反应温度为60℃、反应时间为2 h、溶液pH值为1时,饱和吸附容量为53.48 mg/g;SCCA对Ni2+的吸附能力弱,吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式;吸附过程中,Cr6+和Ni2+扩散初期的速度控制步骤都是由表面扩散和颗粒内扩散联合控制;在Cr6+、Ni2+两种离子共存时,SCCA对Cr6+具有良好的吸附选择性,在30℃条件下,当溶液pH值为1时,其吸附选择系数为26.38。     

光响应纤维素基印迹吸附材料的制备及光再生性能EICSCD

光响应性吸附材料对污染物的光控释放性能,对发展吸附材料的绿色再生具有重要的意义。以纤维素为原料,偶氮苯衍生物为功能单体,以典型农药残留2,4-D为模板,采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)制备光响应纤维素印迹吸附剂(Cell-AB-MIP)。通过单因素实验对材料的制备条件进行优选,采用多种表征手段对材料结构和性能进行分析。结果表明:Cell-AB-MIP表面含有丰富的官能团(—COOH,N=N等),对2,4-D具有较高的特异性识别作用;偶氮苯基团的引入使得Cell-AB-MIP具备优异的光再生性能。经过紫外光照射后,Cell-AB-MIP上的偶氮苯基团将从反式构型转变为顺式构型,从而改变吸附剂对污染物的吸附亲和力,实现光控条件下的清洁脱附。在甲醇介质中光照解吸效率可达72.22%,经过5次光循环后对2,4-D的吸附百分比仍可达到83.47%;SEM及EA分析结果证实了吸附剂经紫外光照射后污染物可从吸附剂表面脱离,完成吸附剂的再生过程。     

一种新型球形纤维素螯合吸附剂的制备

以硫酸盐马尾松浆纤维素为原料制备黏胶纤维,利用热溶胶转相法和反相悬浮技术制得球形纤维素珠体,然后对其进行接枝和微波催化改性制备球形纤维素螯合吸附剂SCCA,并应用现代分析测试方法对SCCA进行理化性能表征。研究表明,SCCA含咪唑基和羧基等特征官能团,改性的最佳条件为：单体与珠体质量比为5：1,引发剂硝酸铈铵与硝酸的浓度分别为9.12 mmol/L和0.1mol/L,反应温度50℃,反应时间60min;微波功率600 W,辐射时间60s,二乙烯三胺浓度4.85 mol/L,催化剂浓度0.39 mol/L。制备的SCCA对Cr3+的吸附容量为38.53 mg/g。     

核-壳含氟硅织物整理剂的可控制备及其表征

采用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)引发含氟丙烯酸酯单体在纳米SiO2表面上的聚合反应,合成核-壳型含氟硅聚合物乳液,并用于棉织物的拒水拒油整理。聚合反应动力学表明酯单体在SiO2表面的聚合是一个活性可控的过程,所得聚合物分子量大小可控、分子量分布较窄。利用FT-IR、1 H NMR、19F NMR、XPS以及TEM等对聚合物乳液的结构和形态进行表征分析,证明其核-壳结构及氟的存在。所合成的纳米级聚合物乳液通过与织物表面形成微纳二元阶层结构,提高其拒水拒油性。     

TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)磁性复合光催化材料的制备及其光催化性能

采用原位水热法合成了TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)磁性复合光催化材料,利用XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET和磁学测量系统对复合光催化材料的结构和性能进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,研究了该复合光催化材料的可见光催化活性,并考察了光催化材料的稳定性。结果表明:巯基官能化的Fe_3O_4和TiO_2与MIL-101(Cr)结合成功,复合后的TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)光催化材料的可见光响应范围得到明显拓宽;当TiO_2的添加量为400mg时所制得的磁性复合光催化材料具有相对较好的光催化降解效果,经过120min光照后,对MB的去除率高达80%;该磁性复合光催化材料具有良好的稳定性和磁分离性能。