纤维增强气凝胶复合材料高温结构转变及热稳定性研究

目的研究高温受热条件下纳米复合隔热材料的结构转变特征及热稳定性。方法采用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及热重仪等检测方法。结果纤维增强气凝胶材料从室温到650℃存在连续的质量损失,从室温到放热前,质量损失为1.66%;365℃开始出现放热,温度升至398℃时达到峰值,整个放热过程对应质量损失约为1.3%;从435℃放热结束开始到650℃的质量损失为1.46%。经过400℃热处理后,试样比表面积从268m~2/g增加到437m~2/g;当试样热处理温度达到600℃时,试样的比表面积明显随之降低至198m~2/g。结论 SiO_2气凝胶复合材料以无定形结构为主,存在少量的二氧化钛晶体。在400℃左右,SiO_2气凝胶结构中硅甲基Si—CH_3发生氧化,产生明显的放热峰,之后硅羟基Si—OH之间发生缩聚反应,使600℃热处理后气凝胶中Si—O—Si网络骨架强度有所提高。未处理的纤维增强气凝胶材料试样上气凝胶纳米颗粒构成的块体较为良好地包裹在玻璃纤维表面,而经过600℃的高温热处理1 h后,块体气凝胶脱离了光滑的纤维表面,气凝胶纳米粒子发生收缩,致使材料比表面积下降。     

凹凸棒石/γ-Fe_2O_3/碳纳米复合材料的制备及其对苯酚的吸附作用

为获得同时具有有机亲和性和磁分离特性的吸附材料,以凹凸棒石黏土和废活性白土为原材料,通过铁盐水解共沉淀和在氢气气氛下程序升温煅烧的方法,制备廉价的凹凸棒石γ-Fe2O3/碳纳米复合材料.运用磁化率分析,红外吸收光谱,透射电镜,X射线衍射分析和碳含量分析对其进行了表征,并研究了复合材料吸附去除水中苯酚的动力学、吸附试验中pH的影响及同等条件下与其他吸附材料吸附性能的对比.结果表明,复合材料的磁化率值为2 769×10-8m3/kg,用磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来;铁的磁性氧化物以γ-Fe2O3的形态负载到凹凸棒石表面,颗粒直径为10～60nm;碳以无定形的形态负载在凹凸棒石晶体表面;复合材料中的ω(碳)为7.4%,材料中出现了有机官能团-CH3和-CH2-.对苯酚的吸附试验表明,复合材料对苯酚的去除率是凹凸棒石原矿的3倍.     

废弃物资源化国家工程研究中心

废弃物资源化国家工程研究中心是1997年由国家计委批准建立的研究开发实体。总部和产业化示范基地设在昆明,注册为云南华威废弃物资源化有限公司;成果转化基地和生产基地设在上海,分别注册为上海华威环保技术有限公司和上海达巍复合材料有限公司。     

废弃物资源化国家工程研究中心

废弃物资源化国家工程研究中心是1997年由国家计委批准建立的研究开发实体。总部和产业化示范基地设在昆明,注册为云南华威废弃物资源化有限公司;成果转化基地和生产基地设在上海,分别注册为上海华威环保技术有限公司和上海达巍复合材料有限公司。     

废旧线路板非金属材料综合利用

随着信息时代的到来,废印刷线路板处理技术日益成熟,大量的废线路板非金属粉亟需处理。从环境保护和资源回收的角度,综述了废印刷线路板非金属粉的资源化利用。     

凹凸棒石基复合材料处理印染废水的研究

以凹凸棒石为载体,钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法,制成TiO2/凹凸棒石基复合材料(TiO2/ATT),并对所制得的复合材料进行了XRD和BET表征。在波长为254 nm的16 W紫外灯光照下,以活性黑KN-B印染废水为脱色对象,分别探讨了TiO2/凹凸棒石复合材料的煅烧温度、投加量、活性黑KN-B染料的初始浓度、溶液的pH值和反应温度等因素对印染废水脱色率的影响。实验结果表明:用煅烧温度500℃的TiO2/凹凸棒石基复合材料处理活性黑KN-B印染废水,催化剂的投加量为15 g/L、活性黑KN-B的初始浓度为10 mg/L、pH小于7、反应温度为20℃时,光催化反应4 h内即能达到较高的去除率,对活性黑KN-B的脱色率可达95%以上。     

冲压发动机C/SiC喷管承压失效研究

新型三维编织碳/碳化硅复合材料存在较强的各向异性,而各个方向的性能数据积累不足,复合材料的强度计算方法尚不完善,为了发现新型三维编织碳/碳化硅复合材料在冲压发动机喷管中应用可能遇到的问题,并找到相应地解决措施,开展了这种复合材料应用于冲压发动机喷管的承压强度计算和承压实验研究。对承压实验中出现的低压破坏情况进行了分析,分析了低压破裂的原因,提出了改进措施。分析结果表明:C/SiC喷管喉部密度较低,导致强度较低,承载能力下降,是首次强度验证实验过程中该局部破坏的原因;为提高喷管强度,需要通过其形状设计并控制沉积流场,保证其喉部的沉积密度达到1.9g/cm³以上。对改进后的喷管进行了实验验证,实验结果与计算结果基本一致,满足要求。因此,在实际应用中应对喷管喉部和纵向密度的分布进行工业CT无损检测,确保喷管密度的分布均匀。      

乙醇处理对树脂基纳米水合氧化铁结构及其除砷性能的影响

通过考察乙醇处理对树脂基纳米水合氧化铁(D201-HFO)结构及其除砷性能的影响,评价乙醇处理在复合材料制备中的必要性.结果表明,乙醇处理后负载水合氧化铁(HFO)在D201树脂内的分散性增加,材料对砷的饱和吸附量提高约20%,且复合材料的比表面积、孔容、孔径分别增加了52%、65%、28%;但乙醇处理对复合材料的机械强度和负载HFO的晶型无影响,在pH值、离子竞争对该材料除砷性能的影响趋势方面也无明显作用,对复合材料固定床除砷性能及再生方面也无明显作用.总体而言,乙醇处理对D201-HFO复合材料实际除砷性能影响不大,从技术经济性考虑可以省略.     

废弃硅藻土制备多孔氮掺杂碳材料及其电化学性能研究

啤酒在生产过程中产生的硅藻土废渣会占用大面积企业用地,并对环境造成严重污染。硅藻土残渣中含有燕麦残渣等多糖类化合物和丰富的孔洞结构,经热处理和去模板过程,可将硅藻土过滤的残渣转化成多孔碳材料。该文利用啤酒厂废弃物硅藻土作为模板剂和碳源,以双氰胺为氮源、升华硫为硫源,经高温煅烧、热熔融后,制备得到氮掺杂多孔碳/硫基复合材料,并将其作为锂硫电池正极材料。表征结果显示,碳材料的孔径约为10 nm,活性硫均匀地沉积在多孔碳基体上,复合材料中硫的含量为76%。组装成锂硫电池,测试其电化学性能,结果表明:复合材料在0.2 C电流密度下,首次放电比容量达到1 022.6 mAh/g,200次充放电循环后的容量保持为687 mAh/g,库伦效率维持在99%以上。     

TiO2/ACF复合材料吸附-光催化降解甲醛的实验研究

甲醛作为对人类具有高致癌风险的有机污染物，对其工作场所的安全要求也越来越严格。其减少及脱除需要发展更加高效的技术手段。本文以甲醛为目标化合物，在自行设计的气相光催化反应器中，以254nm紫外灯作光源，研究其在TiOE／ACF复合材料上的吸附一光催化降解行为。探讨了甲醛的初始浓度，光照强度、空气湿度等对甲醛吸附一光催化降解效率的影响。初步探讨了甲醛的降解机理。结果表明：TiOE／ACF复合材料对甲醛具有极好的降解效果，较低浓度的甲醛，经2h光照，甲醛蒸气降解率达到99．9％（初始浓度为1．93mg／m^3）；甲醛降解率随空气湿度增加而明显增加，适当地水分加入有利于产生羟基活性自由基，促进催化降解反应。实验结果对降低污染区域工作人员的职业中毒风险有重要的意义。