碳纳米管的制备方法及在环保领域中的应用

介绍了碳纳米管的结构和特性,综述了其主要的制备方法,介绍了碳纳米管在环境治理、环境分析和环境保护等领域的应用,这些应用主要基于碳纳米管本身优异的吸附性能和电化学机械性能,最后探讨了目前碳纳米管在制备和环境应用中所存在的问题.     

碳纳米管在环境保护中的应用研究进展

介绍了碳纳米管的结构和特性,综述了碳纳米管应用在水污染治理、大气污染控制中的实验研究,并对碳纳米管的研究方向和应用前景进行了展望。     

碳纳米管催化电极处理难降解有机物研究进展

难降解有机物严重污染环境和威胁人类身体健康,因此难降解有机物的治理技术研究是目前水污染防治研究的热点与难点。碳纳米管(CNTs)由于具有独特的一维结构、良好的化学稳定性、优异的电荷传导性能以及独特的电学性能,近些年被广泛应用做电极材料。介绍了碳纳米管的电化学特性,对碳纳米管催化电极的制备、催化反应机理及其在有机污染物处理过程中的应用进行了概述,并对其应用前景进行了展望。     

碳纳米管在水中重金属去除中的应用研究

碳纳米管作为一种新型的去除污染物中重金属的重要材料,在当前得到了广泛应用。本文以钢渣负载碳纳米管材料对水中重金属阳离子的吸附为例,通过实验验证,探讨纳米管材料在水中重金属去除中的应用。     

废弃塑料制备碳纳米管及其吸附性能研究

该文以废弃聚丙烯为碳源、甲酸镍为催化剂前驱体、蒙脱土为载体,采用高温裂解法制备了碳纳米管。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外分光光度计(UV)对自制碳纳米管进行了结构表征和对亚甲基蓝吸附性能的测试。实验结果表明:该方法制备的碳纳米管符合其结构特征且具有优异的吸附性能,当亚甲基蓝浓度为10%,p H=9时,吸附效率可达97.2%,随着p H值降低、亚甲基蓝浓度的升高,吸附效率降低。所制备的碳纳米管在环境领域具有很高的应用价值。     

碳纳米管对阿特拉津的吸附/解吸特性

采用批量实验研究了不同溶液条件下阿特拉津(AT)在单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNT)上的吸附/解吸行为.实验结果显示,离子强度对AT在SWNT和MWNT上的吸附没有显著影响,但随着pH值的增大,AT在2种碳纳米材料上的吸附量显著增加;这表明,AT在溶液中的存在状态是吸附的主要影响因素.在本实验的研究条件下,AT从SWNT和MWNT上的解吸行为不存在明显的滞后效应.碳纳米管对AT较高的吸附容量和吸附的可逆性表明,碳纳米管的大规模应用将可能带来一定的环境和健康风险.     

碳基吸附剂原位吸附底泥重金属离子研究进展

本文综述了碳基吸附剂去除湖泊底泥中重金属离子的研究进展,具体介绍了生物炭基吸附剂、碳纳米管基吸附剂以及氧化石墨烯基吸附剂在修复湖泊重金属污染底泥中的应用,分析了影响重金属污染底泥修复的影响因素.结果表明,生物炭基吸附剂,碳纳米管基吸附剂,氧化石墨烯基吸附剂以及改性碳基吸附剂均能够有效修复底泥重金属,抑制重金属的生物有效性,同时上覆水pH值、氧化还原电位、有机质和水体扰动会影响重金属修复效果.最后针对碳基吸附剂在修复底泥重金属方面的局限性,展望了未来碳基吸附剂修复湖泊重金属污染底泥的发展方向.     

多壁碳纳米管对三丁基锡的吸附行为及其细胞毒性效应研究

研究了多壁碳纳米管对三丁基锡(TBT)吸附行为,主要考察了溶液pH和盐度的影响作用.同时比较了无机锡、四丁基锡(TeBT)与三丁基锡在多壁碳纳米管上吸附行为的差异,并探讨了在多壁碳纳米管存在下三丁基锡的细胞毒性作用.研究结果表明多壁碳纳米管对丁基锡具有较强的吸附能力,吸附平衡时问短,能很快达到吸附平衡.溶液pH能影响这种吸附作用.三丁基锡在多壁碳纳米管上的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,主要为疏水作用.在与多壁碳纳米管的共存体系中三丁基锡的细胞毒性效应有所削弱,这可能与多壁碳纳米管对三丁基锡的吸附作用有关.     

碳纳米管对水中4-氯酚和2,4-二氯酚的吸附性能研究

碳纳米管是一种具有独特结构和优异性能的新型纳米材料。文章利用碳纳米管对水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚进行了吸附研究,考察了吸附时间、pH值、温度等对吸附效果的影响,并采用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,探讨了其可能的吸附机理。研究结果表明,碳纳米管对4-氯酚和2,4-二氯酚的最佳吸附酸度在pH=2～6。碳纳米管对2,4-二氯酚吸附量大于对4-氯酚的吸附量,二者动力学特征均符合准二级动力学方程。研究了4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附等温线。研究结果表明:4-氯酚和2,4-二氯酚在碳纳米管上的吸附量随着温度的升高而下降。吸附过程是一个放热的过程,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好地拟合吸附等温线。碳纳米管能较好地用于除去水溶液中的4-氯酚和2,4-二氯酚。     

碳纳米管修饰电极电催化还原去除废水中的氯霉素

为发展废水中抗生素的处理技术、保护水环境质量,采用表面活性剂辅助分散碳纳米管,制备碳纳米管修饰电极,研究了修饰电极对氯霉素的电催化还原能力和动力学特征,初步探讨了氯霉素的还原去除机制.结果表明,双十六烷基磷酸(DHP)可以有效分散碳纳米管,通过优化碳纳米管和DHP的配比、分散液修饰量,制备的碳纳米管修饰电极还原2 mg·L~(-1)氯霉素24 h时的去除率达到97.21%;电催化还原氯霉素的动力学过程符合一级反应动力学模型,去除速率常数为0.157 4 h~(-1),半衰期为4.40 h.采用液相色谱-串联质谱分析法(LC-MS/MS)鉴定了氯霉素的还原产物,分析了氯霉素还原的可能途径,电催化不仅还原了氯霉素中的硝基,还可以进一步还原羰基和脱氯,显著降低氯霉素的毒性.     

重防腐涂料在海洋工程钢结构中的研究进展

海洋重防腐涂料是金属腐蚀防护的重要手段,具有相对于常规防腐涂料更长的保护期。简述了海洋工程钢结构的腐蚀现状以及海洋重防腐涂料研究的必要性,总结了国内外在重防腐涂料领域的研究进展,介绍了溶剂型重防腐涂料的主要种类和目前的制备工艺,水性重防腐涂料的种类和发展趋势,以及新型纳米改性涂料的特点和应用情况。     

中美军用飞机及武器装备部分底漆标准差异浅析

对比分析了我国军用飞机及武器装备用底漆标准与美军标存在的差异,并提出具体的改进措施。综述了中美现有的军用飞机及武器装备用底漆的相关标准,从标准体系和技术指标两方面入手分析了二者存在的差异。由于时间、经验不足等原因,我国现行军用飞机及武器装备底漆标准体系尚不完善,性能指标尤其是耐盐雾和丝状腐蚀性能与美军标有较大差距。提出了我国军用飞机及武器装备用底漆产品研发以及建立和健全我国军用飞机及武器装备底漆标准的建议,有助于全面提升海洋环境下军机及武器装备腐蚀防护与控制水平。     

有机-无机纳米聚硅氧烷涂料的耐蚀性研究

目的研究有机-无机纳米聚硅氧烷涂料的耐蚀性。方法将涂层试样制作划痕后,采用盐雾试验方法和盐溶液周浸试验方法进行加速腐蚀试验,采用最大剥落值对涂层剥落程度进行量化考核。结果获得了4种涂料在试验环境下的腐蚀失效模式、失效过程、失效程度、以及涂层损伤随加速腐蚀时间的变化规律等方面的试验数据。结论在盐雾试验中,涂层的失效模式主要是剥落,盐溶液周浸试验主要是剥落和鼓泡。在盐雾腐蚀环境下,3#涂料耐蚀性最佳,在周浸腐蚀环境下1#涂料耐蚀性最佳。采用最大剥落值对涂层的剥落程度进行量化考核是可行的。     

镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响

目的 通过研究镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷复合镀层组织性能的影响,开发并提升工业应用价值较高的非晶态镍-磷镀层.方法 采用镁硼硅晶膜改性处理技术,在45#钢基材上制备Ni-P化学镀层,通过扫描电子显微镜等设备,检测处理后镀层的微观形貌、组织结构和耐磨耐蚀性能,结合镁硼硅水体活化表征,分析镁硼硅晶膜改性技术对镍-磷镀层的强化机理.结果 相比传统的Ni-P镀层,镁硼硅改性晶膜处理的Ni-P镀层表面平整,分布均匀,表面致密度明显提升,摩擦因数减小了约32％,腐蚀电位正移221 mV,腐蚀电流为原来的1/2,腐蚀质量损失速率明显较低,耐腐蚀性能更为优异.经过镁硼硅改性晶膜处理的水体分子团明显减小,活性提升,这说明经过处理后的水体易于溶解来自复合陶瓷中的硅石和硼素等物质,在Ni-P镀层形成致密的晶膜,提高镀层的综合防护性能.结论 经过镁硼硅晶膜改性处理后,Ni-P镀层表面致密度和耐磨耐蚀性能有了明显的提升,具有更为宽广的工业应用价值.     

潜深增大对潜艇腐蚀防护影响分析与对策

探讨了大潜深环境下海水的含盐量、温度、溶氧量、pH值及海水流速对潜艇腐蚀的影响,综合分析了大潜深环境对新材料选择和应用、各种有机和无机涂层的腐蚀防护、阴极保护材料和技术及其它腐蚀防护措施的影响,并提出了大潜深环境下潜艇腐蚀防护的对策.     

新疆伊犁特克斯河山口水库中的材料制品腐蚀研究

目的了解不同涂层体系及金属材料在新疆伊犁特克斯流域的腐蚀行为,为特克斯河流域水利开发提供设计依据。方法通过实地投放金属涂层制品、涂层体系及金属材料,并按周期取样观察对比。结果获得了8种金属涂层、14种金属与封闭涂层、5种富锌涂料体系、10种复合涂层体系、2种碳钢材料和5种不同不锈钢和碳钢面积比偶合件0.5,2 a的试验结果。结论喷锌层是该水库中最适合的金属涂层;环氧封闭是表现最好的封闭涂层;环氧富锌是最好的富锌底漆;氯化橡胶、环氧沥青、环氧面漆、无溶剂耐磨环氧表面良好,适合用作面漆;脂肪族聚氨酯面漆、氟碳面漆不适合用于水下;可复涂聚氨酯用作面漆应视涂层体系谨慎使用;碳钢腐蚀速率和不锈钢与碳钢偶合件面积比之间存在显性的线性关系,不锈钢比例越大,碳钢腐蚀速度越快;镀锌层对钢丝绳有明显的保护作用,比未镀锌钢丝绳腐蚀较轻。     

离子镀铝与离子液体电镀铝涂层性能对比研究

目的对比研究离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层的性能。方法针对高强度钢表面环保表面处理的需求,对比研究300M钢表面离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等对两种涂层的表面、断面微观形貌和成分进行表征;采用原子力显微镜(AFM)对两种涂层表面三维形貌和粗糙度进行观察和测量;采用电偶腐蚀测试两种涂层与铝合金的电偶腐蚀性能;采用缺口试样拉伸方法检测两种涂层对300M钢基体氢脆性能的影响;采用5%Na Cl人工海水周浸试验的方法检测两种涂层的耐蚀性能,与电镀镉钛镀层进行对比,采用电化学方法对涂层试验前后的阻抗谱特性进行检测分析。结果两种涂层表面形貌存在较大差异,离子镀铝经过致密化处理后,表面为均匀的圆饼状形貌,致密度很高,粗糙度约为0.88μm,而离子液体电镀铝涂层表面则为圆顶状的凸起物组成,没有明显的孔洞缺陷,粗糙度约为0.71μm;电偶腐蚀测试显示,两种涂层都能够与铝合金相容连接;缺口试样的拉伸试验结果显示,两种涂层的对基体的氢脆性能没有影响;腐蚀试验结果显示,两种涂层对于300M钢基体都具有良好的保护效果,与传统的电镀镉钛相当,具备了未来替代镉类镀层的潜质。结论两种涂层均匀致密,没有明显的气孔、裂纹等缺陷,电偶腐蚀性能优异,对300M钢基体都不会产生氢脆隐患,耐蚀性能优异。     

封闭处理对铝合金硬质阳极氧化膜防护性能的影响研究

目的研究不同腐蚀环境条件下,封闭处理对铝合金硬质阳极氧化膜防护性能的影响规律。方法采用中性盐雾、酸性盐雾试验方法进行加速试验,对无划痕试样腐蚀外观和附着力以及有划痕试样的腐蚀形貌等进行检测和考核分析。结果获得了4种铝合金材料硬质阳极氧化膜层在不同试验环境条件下的防护性能、腐蚀失效、附着力变化以及抗腐蚀扩展性能等试验数据。结论封闭处理能够提高铝合金硬质阳极氧化膜层的耐蚀性,改善硬质阳极氧化膜层的耐腐蚀扩展性,同时有助于解决硬质阳极氧化膜层与有机涂层附着力降低的问题。     

高强度钢代镉铝基涂层耐海洋环境腐蚀性能评价

目的评价高强度结构钢300M上电镀镉-钛、离子镀铝、无水电镀铝三种防护涂层的耐海洋环境腐蚀性能。方法采用中性盐雾试验和海洋环境大气暴露试验进行评价,并在试验后观察涂层宏观、微观形貌,分析腐蚀产物成分。结果离子镀铝涂层表面在盐雾试验96 h出现白色的腐蚀产物、336 h出现红色的腐蚀产物;电镀铝在336 h出现白色的腐蚀产物、500 h出现红色的腐蚀产物。电镀镉-钛盐雾试验1000 h没有白色腐蚀产物。离子镀铝涂层和电镀铝涂层海洋环境大气暴露试验0.5 a出现了白色的腐蚀点、1 a暴露试验后出现红色的腐蚀点,且在划叉区域出现了红色的腐蚀产物,而电镀镉-钛5 a户外暴露试验仅在划叉部分出现了少量的红色的腐蚀产物。离子镀铝涂层和电镀铝两种涂层均易发生铝涂层的点蚀,随着腐蚀时间的延长,点蚀深入,发生基体的腐蚀出现红锈。结论离子镀铝、无水电镀铝两种铝基涂层比电镀镉-钛的耐蚀性稍差,镉-钛镀层对基体有良好的牺牲阳极的作用,保护基体免受腐蚀,而铝涂层对基体的保护作用较弱,划叉部位出现红色的腐蚀。     

电镀锌镍合金与热渗锌涂层热带海洋大气环境腐蚀规律对比分析

目的 解决钢铁表面金属涂层在热带海洋大气环境中易腐蚀损伤或失效的问题,选择对热带海洋大气环境耐腐蚀性能优良的金属涂层,提高钢铁工件的使用寿命。方法 在某热带海域进行户外暴露试验,对钢铁试片电镀锌镍合金和热渗锌2种金属涂层的腐蚀规律进行研究。通过扫描电镜、X射线能谱仪、光学显微镜、划格试验等,对锌镍合金镀层和热渗锌涂层的表面形貌、化学成分、截面形貌、涂层厚度及附着力等分别进行观察与测试。结果 电镀锌镍合金镀层主要发生选择性腐蚀和点蚀,在720d内具有较好的腐蚀防护性能。热渗锌层以均匀腐蚀为主,涂层微裂纹促进了腐蚀,在90 d内基体无腐蚀,360～720 d涂层的腐蚀速率较快。结论 在采用的2种金属涂层工艺中,电镀锌镍合金镀层的耐腐蚀性能远优于热渗锌涂层。相对于该热渗锌涂层,电镀锌镍合金镀层更加适合作为钢铁工件金属涂层在该海域大气环境中长期使用。