壳聚糖水凝胶制备及其对Pb~(2+)吸附性能研究

以壳聚糖为原料,丙烯酸为接枝单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂制备了一种新型壳聚糖水凝胶。通过FTIR、SEM、热重和能谱分析对壳聚糖水凝胶进行表征,并在此基础上考察其对Pb~(2+)的吸附行为。实验结果表明:所制备的壳聚糖水凝胶是一种性质稳定的多孔结构高分子聚合物,分子中含有大量的—NH_2、—OH、—COOH等活性基团,可通过螯合、离子交换或形成离子对等方式吸附金属离子,对Pb~(2+)具有较高的吸附去除效率。     

复合高分子凝胶在重金属废水处理中的应用

研究了以海藻酸钠(SA)与聚丙烯酸钠(PAAS)交联形成的复合高分子凝胶对废水中重金属离子的去除性能。讨论了凝胶用量、吸附时间、p H范围等因素对去除率的影响,并比较了复合凝胶对各种离子的去除率大小。结果显示该复合高分子凝胶对Cu2+、Pb2+、Cr3+3种重金属离子的去除效果明显。吸附时间达到4 h后,3种离子均可达吸附平衡。当用量增加到462.5 mg/L对Pb2+、Cr3+的去除率可分别达到最大值98.7%和99.5%,当用量增加到1 387.5 mg/L对Cu2+的去除率达最大值98.1%。溶液的p H为4~8时,对3种离子均有较高的去除率。结果表明以SA-PAAS复合高分子凝胶吸附去除废水中的重金属离子是可行的。     

正交法设计Fe、N共掺杂TiO2/Ti液膜可见光光催化处理染料废水

采用溶胶-凝胶法制备了Fe、N共掺杂TiO_2膜电极(Fe,N-TiO_2/Ti),并设计三因素五水平正交试验对电极制备条件进行优化.结果表明,各因素影响主次顺序为:煅烧温度Fe掺杂量N掺杂量;最优制备条件为:煅烧温度550℃,Fe掺杂量0.3%(质量分数),N掺杂量0.3%(质量分数);共掺杂电极光催化活性优于单掺杂和未掺杂电极.紫外-可见漫反射和光电性能测试表明,催化剂有可见光响应;XRD表征结果表明,Fe、N共掺杂细化了晶粒,有效抑制了金红石相的形成,其晶型为锐钛矿型,粒径为11.48 nm.利用Fe,N-TiO_2/Ti与Cu阴极组装成斜置双极液膜反应器,可见光激发光催化降解苋菜红,考察了主要影响因素.结果发现,最佳条件为:初始pH 2.50,废水流量5.1 L·h~(-1),在此条件下处理20mg·L~(-1)苋菜红80 min,脱色率达到91.6%.电极重复使用10次,每次60 min,脱色率下降了12.99%,说明电极稳定性较好.     

可见光响应Pr3+:Y2SiO5/ TiO2薄膜的制备

目的研究层涂法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2复合薄膜的结构与可见光催化性能。方法分别以钛酸丁酯(TBOT)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过溶胶-凝胶法制得TiO_2凝胶和Pr掺杂的Y_2SiO_5凝胶,以碳纤维为薄膜载体,并通过浸渍提拉法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2层涂薄膜,研究层涂法制备复合薄膜对复合薄膜结构、形貌以及光催化效果的影响。结果复合薄膜具有明显的分层界限,形貌较平整,有较少龟裂;复合薄膜性能受涂覆次序的影响较大。结论依次将Pr~(3+):Y_2SiO_5和TiO_2涂覆在碳纤维上的复合薄膜具有较好的光催化性能,可见光光照2 h,对亚甲基蓝的脱色率达到94%,其可见光催化效率高于TiO_2薄膜的59%。     

SiO2气凝胶砂浆性能的优化研究

目的研究Si O_2气凝胶颗粒体积替换比在30%前提下砂浆性能的优化,提高其保温性能和环境适应性。方法采用正交实验的方法,通过向砂浆中添加纤维、引气剂和胶粉来改善砂浆的保温性能,并对比研究各掺杂比例对砂浆密度、力学性能、吸水率,尤其是对砂浆导热系数的影响。结果当纤维、引气剂和胶粉的掺量(质量分数)分别为0.2%,0.05%和1%时,导热系数达到最低,λ=0.3177 W/(m·K),此时,砂浆的密度为1751.6 kg/m3,抗压强度和抗折强度分别为13.4 MPa和8.02MPa,吸水率为7.19%,导热系数为0.3177 W/(m·K)。结论通过添加纤维、引气剂和胶粉,砂浆的性能得到一定程度的改善,其密度在较小的范围内变化,抗折强度提高较大,导热系数在一定范围内降低。     

SiO2气凝胶及其在军用防寒鞋袜上的应用分析

在极端寒冷条件下,足部防寒保暖是一个永恒的古老话题。本文根据气凝胶具有的多级网格纳米微孔结构,介绍了二氧化硅(SiO2)气凝胶表现出不同一般的独特性能,探讨了气凝胶在军用防寒鞋袜上应用的可能性,包括保温、隔热和吸附异味等方面。     

Cu-Mn-Zr复合催化剂制备及其催化氧化乙酸乙酯性能

采用溶胶凝胶法制备了4种不同金属摩尔比的Cu-Mn-Zr复合催化剂，利用BET、XRD和XPS对其进行了表征分析，通过固定床管式反应器评价了其对乙酸乙酯模拟气体的催化活性，定性测定了其催化反应降解产物.结果表明，Mn的加入增大了催化剂的比表面积和总孔容，催化剂的N₂吸附-解吸等温线为IV型.Cu-Zr（1：1）催化剂观察到氧化铜晶体和四方晶型氧化锆晶体，氧化铜晶体随着Cu比例的减小而降低，Mn的加入导致氧化锆晶体消失.催化剂无固定形态，呈现良好的分散性.增大Mn/Zr摩尔比能提高催化活性.Cu-Mn-Zr的适当组分比能提高其低温催化活性，其中Cu-Mn-Zr（1：1：1）催化剂的低温催化活性与CO₂的选择性较佳，在200℃时对CO₂的选择性达到96.7%.降解产物分析表明，乙酸乙酯降解中间产物有乙酸和乙醇，最终降解产物主要有CO₂和H₂O等.     

压裂返排液弱凝胶深部调驱技术

针对压裂返排液的特点,以聚丙烯酰胺为主剂,引入糠醛合成糠醛树脂交联剂,加入杀菌剂,在一定条件下形成弱凝胶体系,用于注水井调驱。考察了该压裂返排液弱凝胶体系性能:室内研究确定最佳的弱凝胶体系配方,进行了热稳定性及耐盐稳定性评价。进行了压裂返排液弱凝胶体系岩心封堵性能评价,凝胶体系在30~80℃具有较好的热稳定性,岩心封堵率大于80%,突破压力达到2.7 MPa,压裂返排液弱凝胶体系对储层具有较好的封堵性能。现场应用10井次,应用压裂返排液配置弱凝胶体系3.5万m~3,投入产出比1:1.25,压裂返排液重复利用,取得较好的环保效益及经济效益。     

干燥方式对油页岩灰渣制备SiO_2气凝胶性质的影响

以油页岩灰渣为原料,结合微波干燥、热风干燥和烘箱干燥3种方式在常压下成功地制备了SiO2气凝胶,研究了干燥方式对气凝胶性质的影响。结果表明:3种干燥工艺都能制备出性能较好的气凝胶,密度为0.0703~0.112 g/m3,比表面积为718~1360 m2/g,孔体积为2.37~4.29 m3/g,孔径为11.8~14.1 nm。其中微波干燥制备气凝胶弥补了传统的烘箱干燥使凝胶受热不均而产生温度梯度的缺点,缩短了干燥时间,减少了粉体团聚,使气凝胶尽可能保持了原有的孔结构。     

固定化细胞小球降解三氟甲苯的特性研究

制备了包埋菌种z3的海藻酸钙小球，对固定化细胞小球的机械强度和三氟甲苯的降解率做了研究。通过改变海藻酸钙凝胶组成，添加硅藻土、蛋白质，使用交联剂己二胺、戊二醛等方法，提高了固定化包埋小球交联的密度和机械强度，保持了固定化小球对三氟甲苯的降解活性。扫描电镜显示了包埋小球经过己二胺一戊二醛处理之后，小球的表面结构成网格状，内部网格复杂化，不均匀程度增加。