含磷单体/碳纳米管阻燃改性不饱和聚酯复合材料的制备及其性能研究

以三氯氧磷、苯酚和丙烯酸羟乙酯为原料合成了含磷阻燃单体(DPHE),并作为反应型阻燃剂通过自由基共聚,将其引入不饱和聚酯树脂中,同时添加多壁碳纳米管(MWCNTs),制备不同组分的不饱和聚酯复合材料。采用极限氧指数、UL-94垂直燃烧法表征材料的燃烧性能并评定燃烧等级;通过锥形量热测试数据对材料燃烧过程中的热释放进行研究,结果显示,阻燃不饱和聚酯具有更低的热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)。此外,采用热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)分别对材料的热降解性能和炭渣形貌进行研究,阐明了含磷阻燃单体和多壁碳纳米管的阻燃机理。     

多壁碳纳米管短期作用对活性污泥系统脱氮除磷效果的影响

研究了不同质量浓度(1 mg/L和20 mg/h)多壁碳纳米管(Muhiwalled Carbon Nanotubes,MWCNTs)短期(21 d)作用对序批式活性污泥反应器(SBR)废水脱氮除磷效果的影响.结果表明,1mg/L和20mg/L MWCNTs废水的持续作用对反应器出水NH4+-N、NO3--N、NO2--N和TP质量浓度(分别为0.35 mg/L、4.5 mg/L、0.1 mg/L和0.15 mg/L)及1个反应周期内的氮磷转化过程并未产生明显的影响.活性污泥3h呼吸抑制试验表明,低质量浓度(ρ＜100 mg/L)MWCNTs短暂作用(3h)对活性污泥活性并没有明显的抑制作用.但当MWC-NTs质量浓度达到g/L级别后,MWCNTs对活性污泥活性存在明显的抑制作用,而且MWCNTs对活性污泥的呼吸抑制作用与质量浓度呈正相关性.研究表明,1 mg/k和20 mg/L MWCNTs对活性污泥系统短期作用并不影响活性污泥系统脱氮除磷的效果.     

锂的用途及其资源开发

锂在原子能工业中具有十分独特的地位,被誉为\"高能金属\";它推动着能源工业,尤其是电池技术的发展,无愧于\"能源金属\"和\"推动世界前进的金属\"的称谓.随着技术的发展,世界锂业的传统格局和市场分布发生了较大的变革,盐湖提锂技术的进步打破了半个世纪以来锂资源的分布和供应格局,而澳大利亚、俄罗斯、加拿大和津巴布韦等硬岩型锂资源大国将失去其在世界锂资源和锂盐供应市场上的优势.智利、中国、阿根廷和玻利维亚等国将成为世界拥有锂资源大国.盐湖工业生产的锂产品适应于当今知识经济时代的需求,市场前景广阔.笔者介绍了金属锂的一些重要用途;分析了锂资源开发的现状;指出我国盐湖卤水提锂技术已取得了重大突破;透露了作为国家计委批准的西部高技术产业化示范工程项目有关信息,年产3 000吨碳酸锂生产线,将于2005年6月正式投产.     

纳米TiO2-x (BN)x材料制备及其光催化性能研究

首次使用常温络合-控制水解法,以TiCl_4、氨水、尿素、硼酸、有机羧酸为主要原料,制备了硼氮共掺杂的纳米TiO_2光触媒乳液。样品的粒径、晶型、元素类型、光吸收能力及结合键能分别通过纳米激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、X射线光电子谱仪(XPS)等进行表征。结果表明:当B和N离子的掺杂物质的量分数为0.1%时,溶液中粒径最小,达到3.4 nm;掺杂少量B和N离子并不会改变TiO_2的晶型;测量值与实际投料值一致;在TiO_2中加入适量B和N离子,会使其光谱吸收范围红移;掺杂的B和N离子进入了TiO_2晶格,分别形成了O—Ti—N键和B—N键。以酸性红3R染料为降解材料,研究了硼氮共掺杂纳米TiO_2光触媒的催化特性。结果表明,当物质的量分数为0.1%、回流时间为10 min、溶液p H=3时,光催化性能最好,原因可能是10 min的回流时间使光触媒复合乳液达到稳定,溶液p H=3时,光触媒表面吸附的染料分子数与表面的羟基数达到了平衡。动力学研究表明酸性红3R染料的降解符合一级反应动力学。试验结果与表征结果一致。     

镁砂吸附剂的制备及其脱硫性能研究

以辽宁省大石桥市廉价镁砂为主原料,制备具有吸附功能的氧化镁吸附剂.活化后的吸附剂硫容较低,本文采用添加Na2CO3的方法提高吸附剂硫容.结果表明,采用饱和Na2CO3浸渍100 min,吸附剂硫容比原来提高两倍多.利用活化并添加助剂后的吸附剂进行脱硫试验,结果表明,当V(O2)∶V(SO2)=6～8、烟气温度为120～150 ℃、气体流量比V(H2O)∶V(O2)=2～4、SO2初始质量浓度为1 500～3 000 mg/m3、床层高度为5～7 cm时,脱硫效率达到92%.     

掺铁纳米TiO2多孔薄膜的制备及光催化性能研究

利用溶胶-凝胶法在溶胶过程中掺入Fe(NO_3)_3·9H_2O和PEG1000,制备了掺铁纳米TiO_2多孔薄膜,通过SEM、XRD、EDS、UV-Vis等手段和光催化实验研究了薄膜的表面形貌和晶体结构,获得了光催化性能最佳的掺杂量和退火温度,并研究了镜面基底对光催化效率的影响。     

碳纳米管对亚甲基蓝的吸附性能研究

碳纳米管的一维管状中空结构,对有机物具有吸附能力,有望用于废水处理.本文通过理论分析和试验验证,探讨了采用碳纳米管时亚甲基蓝溶液浓度、溶液pH值、吸附时间和吸附温度等对吸附过程的影响,分析了碳纳米管对亚甲基蓝的吸附机理.结果表明,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附在3 h达到平衡,吸附速率常数为384.49 h-1;吸附过程遵循Langmiur方程;碱性条件有利于吸附的进行;随着温度的升高,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附量增加.吸附机理为,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附是一个吸热过程,第一层吸附包含物理吸附和化学吸附,而多层吸附则是物理吸附.     

模拟氮、硫复合沉降对杉木幼龄林土壤交换性铝的影响

采用二次正交回归旋转设计,研究了杉木人工幼龄林土壤交换性铝含量与氮、硫沉降之间的关系并建立模型.根据福建氮、硫沉降量及临界水平和森林容纳量确定模拟沉降量,氮沉降量分别为0 kg/(hm2·a)、20 kg/(hm2·a)、70 kg/(hm2·a)、120 kg/(hm2·a)、140 k/(hm2·a),硫沉降量分别0 kg/(hm2·a)、6 kg/(hm2·a)、22 kg/(hm2·a)、38 kg/(hm2·a)、44 kg/(hm2·a).结果表明,土壤交换性铝含量随着土层的加深没有显著差异.在试验初期,氮、硫沉降对土壤交换性铝的影响不显著,处理6个月后,氮、硫沉降显著活化土壤交换性铝(p<0.05).对杉木林土壤交换性铝的增效作用中,氮沉降占有较大的贡献率;氮、硫沉降无明显交互作用.0～20 cm土层受氮、硫沉降影响最明显,中硫沉降处理和高硫沉降处理的土壤交换性铝含量分别比无硫处理高2.68%和3.53%,中氮沉降处理和高氮沉降处理分别比无氮处理高6.56%和8.22%.氮、硫沉降量大于120 kg/(hm2·a)和38 kg/(hm2·a)后,氮、硫沉降对铝含量作用由促进转为抑制.     

玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料安全鞋包头的制备及其性能

采用经过偶联剂处理的玄武岩纤维平纹织物作为复合材料增强纤维,并使用经过功能化处理的多壁碳纳米管作为辅助增强成分,运用真空辅助灌注成型技术制作了基于纤维增强环氧树脂复合材料的安全鞋包头。根据相关国家标准对这类包头进行检测,结果表明,其性能在同类产品中表现出色。由于玄武岩纤维是一种环境友好型纤维,其综合性能好于常用玻璃纤维,而价格又低于碳纤维,因此使用玄武岩纤维作为增强成分的树脂复合材料在劳动保护领域展现出光明的应用前景。     

紫外光固化磷氮类丙烯酸酯的制备及其阻燃性能

报道了多种结构的低粘度多官能团有机磷(甲基)丙烯酸酯的合成,并对其固化膜的阻燃性能和阻燃机理进行了研究,重点讨论了其对于紫外光固化环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯固化膜阻燃性能和降解机理的影响,以及有机磷丙烯酸酯体系膨胀机理和阻燃行为.     

阻燃凝胶聚合物电解质的制备及其在高安全锂离子电池中的应用

随着锂离子电池能量密度的不断提高,火灾事故愈发频繁,提高锂离子电池安全性能越来越受到重视。基于乙烯基膦酸二乙酯、季戊四醇四丙烯酸酯和商业电解液合成了阻燃凝胶聚合物电解质(DEVP-GPE),并对其组装的锂离子电池开展了电化学性能和火安全性能的研究。循环测试表明,石墨//DEVP-GPE//Li半电池在第1 000圈时的容量维持率高达88.7%,明显高于商业电解液(25.8%),磷酸铁锂//DEVP-GPE//石墨全电池在0.5 C倍率下循环100次的容量维持率高达80.2%,平均库仑效率为99.73%,具有良好的循环稳定性。火焰燃烧测试结果表明,含磷DEVP-GPE的自熄时间仅为1.5 s。1 Ah容量级别袋式全电池的过热测试结果表明,阻燃型DEVP-GPE不起火只冒烟,而且不漏液。以上结果均证明制备的DEVP-GPE具有良好的火安全性能。通过对电解质热解过程的分析,含磷DEVP-GPE能够很好地限制内部电解液的挥发和热解,并且在燃烧时释放出磷自由基以中断燃烧链式反应。     

本征型阻燃凝胶聚合物电解质的设计及其锂离子电池性能研究

为解决传统聚丙烯酸酯凝胶电解质易燃且无法有效阻止电池热失控的问题,以合成的含磷酸酯结构的交联剂取代原有的含醚交联剂,通过原位自由基聚合的方式制备了阻燃聚丙烯酸酯凝胶电解质。相比未改性的凝胶电解质,阻燃凝胶电解质的电化学性能和阻燃性能得到大幅度提升。离子电导率从2.4×10^-4 S/cm提升到4.6×10^-4 S/cm,电化学稳定窗口从4.3 V提升到4.7 V。基于阻燃凝胶电解质的Li//NCM811半电池在4.3 V、0.5 C下循环的首圈放电比容量为165.7 mAh·g^-1,明显高于改性前的134.3 mAh·g^-1,循环200圈后的容量保留率从64%提升到68.4%;基于阻燃凝胶电解质的Li//LFP半电池在4.2 V、1 C下循环280圈后的容量保留率从84.3%提升到91.2%,且在2 C倍率下的充放电平台电压差从0.31 V降低到0.21 V。另外,改性后的阻燃凝胶电解质在燃烧测试中能够实现1 s内离火自熄,且具有优异的成炭性能。通过将磷酸酯结构引入凝胶电解质的聚合物骨架中,实现了锂离子电池的电化学性能和防火安全性的同步提升,拓展了其应用范围和潜力。     

锂盐改性对累托石结构及吸附性能的影响

采用水热法制备了锂盐改性累托石。通过红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、比表面积/孔容积(BET/BJH)等表征手段,分析了锂盐改性累托石的结构变化。结果表明,锂盐改性并未改变累托石的片层结构,但可使其层间距和孔容积明显增大。为了进一步探索累托石锂盐改性前后的性能变化及蒙脱石层的变化,测定了锂盐改性累托石的膨胀倍及胶质价。锂盐改性累托石的膨胀体积为77m L/g,远大于未改性的原累托石(13 m L/g),胶质价也由改性前的12 m L/3g增至198 m L/3g。锂盐改性累托石的吸附性能大大提高,对亚甲基蓝的吸附量高达210.8 mg/g。     

锂离子电池用新型复合聚合物电解质膜的性能研究

聚合物电解质膜是影响锂离子电池性能的重要因素,通过对聚合物的改性,能够改善聚合物电解质膜综合性能.本文以偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]为基,以N甲基吡咯烷酮(NMP)作溶剂,γ-丁内酯(γ-BL)作添加剂,用倒相湿法制备出复合聚合物电解质膜,并对其离子传递、膜结构和电化学性能进行了研究.用限制扩散方法测定了该电解质膜的锂离子扩散系数为5.68×10-10 cm2·s-1;用稳态极化法测定了该电解质膜的迁移数为0.61;用交流阻抗法测得该电解质膜的室温最高电导率可达1.73×10-3S·cm-1.测试结果表明,该聚合物电解质膜具有较好的离子传输性质和电化学性能.     

钐掺杂磷酸铋的制备及其光催化研究

采用一步水热合成法制备不同掺杂量的Sm~(3+)-BiPO_4光催化剂。用XRD,EDS,SEM和DRS手段对光催化剂的特性进行表征。以亚甲基蓝为目标污染物,考察了Sm~(3+)-BiPO_4的光催化活性。结果表明,适量的钐掺杂使BiPO_4光催化活性提高了30%。当钐掺杂量为5%时,紫外光照射90 min,亚甲基蓝的降解率可达86.1%。     

改性活性焦的制备及吸附性能研究

研制出了以普通煤为主要原料的活性焦,并对其机械强度和碘吸附率进行了测试.为了考察活性焦对烟气中SO2和NOx的脱除性能,在自行设计组装的吸附塔上,进行了模拟烟气脱硫脱氮的实验.结果表明: 1) 改性活性焦碘吸附率能达到59%,转鼓强度达到98%; 2) 在一定条件下,脱硫率达到98%,脱氮率达到86%; 3) 改性活性焦可用水蒸气进行再生,且再生效果较好.4) 金属氧化物的加入在一定程度上可以提高活性焦的脱硫脱氮性能及再生性能.     

碳源强化硫自养反硝化对污水处理厂二级出水深度脱氮的研究

为适应我国对于污水中含氮污染物指标的排放要求,在上流式高效填料床反硝化反应器中,以C₆H₁₂O₆和Na₂S₂O₃构建碳源强化下硫自养反硝化系统,探究其对污水处理厂二级出水深度脱氮的效果。结果表明,在进水NO^-₃-N质量浓度为10.95 mg/L、温度为(25±1)℃条件下,C、N、S质量浓度比为1.3/1/1.9时,NO^-₃-N去除率在94%以上,TN的平均去除率为92.6%,最佳HRT为2 h,出水pH值始终保持在7.5左右。此外通过对出水SO₄^2-的检测,得出硫自养反硝化对整个系统去除NO^-₃-N的贡献率随着Na₂S₂O₃投加量的增加而增加;对反应器的沿程处理效果分析发现,NO^-_3<...     

Cu-ZnO/膨润土的制备及光催化降解甲基橙废水性能

以溶胶-凝胶法制备了Cu-Zn O/膨润土复合光催化剂,用XRD和FTIR对其结构进行了表征。以光催化降解甲基橙为探针反应,研究了焙烧温度、催化剂用量、反应时间、溶液p H值及光照条件等因素对光催化反应性能的影响。结果表明,在Cu-Zn O/膨润土中,Zn O主要为六方晶系结构,掺杂的Cu2+可能进入Zn O晶格取代了部分Zn2+,Zn O中的部分Zn2+进入了膨润土层间,置换出了部分Al3+,实现了与膨润土的复合。其中,550℃焙烧的Cu-Zn O/膨润土光催化性能最好,当催化剂投加量为1.5 g/L、紫外光照120 min、溶液p H值为6时,该催化剂对20 mg/L甲基橙的降解率高达99.25%。Cu的掺入拓宽了Zn O光谱响应范围,使得该催化剂在可见光或太阳光照下也表现出优良的光催化活性。此外,该催化剂沉降性好,易于回收,且再生回用5次后仍保持良好的光催化活性。     

循环活性污泥法处理生活污水的脱氮性能实验研究

本以城市生活污水为处理对象,通过在主反应器前设置缺氧选择器,同时改变运行周期和进水-曝气方式,研究CAST工艺的生物降解过程及脱氮机理,并考察该工艺去除有机碳和脱氮的性能。结果表明,CAST生物脱氮工艺中最佳周期为4h。其出水CODCr质量浓度为61.80mg／L,去除率为84．52％;出水TN质量浓度平均为25．17mg／L,去除率为54．56％。非限制性曝气没有太大优势。建议采用限制性曝气与非连续性进水方式,以节约能耗和提高脱氮效果。     

镧掺杂的铁基中温脱硫剂制备及脱硫性能研究北大核心CSCD

以某电厂废弃物粉煤灰为载体,采用共沉淀法制备了镧掺杂的铁基复合高效脱硫剂,测定了其比表面积、密度、产率,探讨了其脱除硫化氢的多次硫容和再生次数,以及脱硫前后的XRD、SEM结构表征,研究了中温状态下载体添加量、镧铁不同物质的量配比、焙烧温度、焙烧时间及硫化温度对脱硫剂性能的影响。结果表明,载体粉煤灰添加量为脱硫剂总质量的20%、镧铁(La/Fe)物质的量比为1%、焙烧温度为500℃、焙烧时间为4 h、硫化温度为400℃时脱硫剂的脱硫效果较好。