轻质Cf/SiOC复合材料表面抗氧化涂层烧蚀性能的研究

目的提高轻质碳纤维增强SiOC(C_f/SiOC)多孔陶瓷复合材料的抗烧蚀性能。方法用TaSi_2、MoSi_2为高温抗氧化组分,SiB_6为烧结助剂,硼硅酸玻璃为粘结剂,采用浆料法在C_f/SiOC复合材料表面制备多层梯度化抗氧化涂层。用氧乙炔考核带涂层复合材料的抗氧化及抗烧蚀性能,并通过扫描电子显微镜对烧蚀后的形貌进行分析。结果采用硼硅酸玻璃能够在较低的温度下获得表面致密的涂层,有效地提升涂层的阻氧能力,同时能够降低涂层与基体材料之间的热失配。通过浆料法能够获得梯度化的抗氧化涂层,即涂层由靠近基体部分的多孔层逐渐过渡至最外层的致密层。在氧乙炔考核烧蚀实验下,涂层表现出优良的抗烧蚀性能,并且随着表面烧蚀温度的不同,表现出不同的烧蚀行为。在1660℃下烧蚀后,线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0.03μm/s,2.96×10-8g/(mm2·s),随着烧蚀温度增加至1760℃,线烧蚀率及质量烧蚀率增加至0.06μm/s,1.03×10-7g/(mm2·s)。带涂层的复合材料烧蚀后,涂层表面没有裂纹,但都出现了大量的孔洞,其主要原因是硼硅酸玻璃的挥发,基体材料并没有发生明显的氧化,涂层表现出优良的抗氧化、阻氧能力。结论硼硅酸玻璃的引入能够在较低的温度下获得表面致密的涂层,提升涂层的阻氧能力。制备的多组分抗氧化烧蚀涂层,可以有效地提高C_f/SiOC复合材料的抗烧蚀能力。     

Photocatalytic degradation of endocrine disruptor Bisphenol-A in the presence of prepared CexZn1-xO nanocomposites under irradiation of sunlight

Photocatalytic degradation of Bisphenol A （BPA）, a representative endocrine disruptor chemical, was carried out under irradiation of sunlight in the presence of CexZn1-xO nanophotocatalyst. Cerium （Ce） ions were successfully incorporated into the bulk lattice of ZnO by simple co-precipitation process. The CexZn1-xO composite nanostructures exhibited higher photocatalytic efficiency than pure ZnO in the degradation of BPA under sunlight irradiation and nearly complete mineralization of BPA was achieved. The degradation rate was strongly dependent on factors such as the size and structure of catalyst, doping material concentration, BPA concentration, catalyst load, irradiation time and pH levels. This work suggested that the CexZn1-xO assisted photocatalytic degradation is a versatile, economic, environmentally benign and efficient method for BPA removal in the aqueous environment.     

界面层对纤维增韧陶瓷基复合材料力学性能影响的研究进展

以短切碳纤维增韧陶瓷基复合材料、连续碳纤维增韧陶瓷基复合材料、碳化硅纤维增韧陶瓷基复合材料为对象,综述了近年来关于界面层对FTCMCs破坏模式影响的实验研究工作。从微观力学模型建立、多尺度损伤分析两方面总结归纳了考虑界面层的FTCMCs力学性能模拟分析方法,提出建立切合实际的物理模型以及开发更先进的多尺度分析方法,是解决复杂服役环境下FTCMCs性能表征难题的有效途径。通过多场耦合多尺度建模分析方法来表征和优化FTCMCs的复杂服役环境下性能,系统揭示界面层等微观结构与宏观复合材料性能的对应关系,进而指导工艺设计,均是未来纤维增韧陶瓷基复合材料界面层的重点研究方向。     

磁性纳米复合材料CoFeM48对水中磺胺类抗生素的吸附去除研究

通过自组装技术在CoFe2O4表面包裹分子筛MCM-48,合成了一种新型的“核/壳”结构磁性纳米复合材料CoFeM48.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、BET比表面积仪、振荡样品磁强计(VSM)等分别对CoFeM48的晶型、形貌、比表面积及磁性能等进行了系统表征分析.该复合材料对水中5种常见磺胺类抗生素表现出了良好的吸附性能,15℃时的平衡吸附量在68.9 μg·g-1(磺胺二甲嘧啶)至99.6μg·g-1(磺胺甲二唑)之间.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线能用Freundlich模型拟合.热力学计算结果表明CoFeM48对磺胺类抗生素的吸附是以物理吸附为主的自发放热过程.红外结果表明氢键是CoFeM48表面官能团和磺胺之间的一个主要作用力.此外,分子筛外壳有序的二氧化硅结构和磺胺之间的π-π电子共轭作用也可能促进两者之间的吸附.     

新型离子印迹材料的制备及吸附重金属应用进展

离子印迹技术用于选择性吸附废水中痕量金属资源备受关注,采用新型材料组分制备离子印迹材料的研究取得了良好效果。文章以废水中金属资源提取及有毒金属去除为目的,简述了传统本体聚合法、悬浮聚合法、凝胶-溶胶法、表面接枝法的优缺点,阐述了天然矿物基、天然生物基、成品膜及混合铸膜基、温敏聚合层基、磁性硅基、磁性碳纳米管基、磁性氧化石墨烯基的制备应用进展;探讨了新型离子印迹复合材料的优势,最后指出离子印迹材料在自然水体、工业废水的应用及回收问题并提出建议,期望为制备新型离子印迹材料对复杂水相选择吸附应用研究提供参考。     

Fabrication of Bi2O3/TiO2 nanocomposites and their applications to the degradation of pollutants in air and water under visible-light

A nanoheterojunction composite photocatalyst Bi2O3/TiO2working under visible-light(λ 420 nm) was prepared by combining two semiconductors Bi2O3 and TiO2 varying the Bi2O3/TiO2molar ratio. Maleic acid was employed as an organic binder to unite Bi2O3 and TiO2 nanoparticles. The SEM, TEM, XRD and diffuse reflectance spectra were utilized to characterize the prepared Bi2O3/TiO2nanoheterojunction. The nanocomposite exhibited unusual high photocatalytic activity in decomposing 2-propanol in gas phase and phenol in aqueous phase and, evolution of CO2 under visible light irradiation while the end members exhibited low photocatalytic activity. The composite was optimized to 5 mol% Bi2O3/TiO2. The remarkable high photocatalytic efficiency originates from the unique relative energy band position of Bi2O3 and TiO2 as well as the absorption of visible light by Bi2O3.     

超声沉淀法制备BiOI/TiO2复合材料及性能研究

文章以硫酸钛为钛源、氨水为沉淀剂、双氧水为胶溶剂,采用沉淀-胶溶法制备了TiO₂,利用超声沉淀法制备BiOI并与TiO₂复合制备了吸附-光催化一体的BiOI/TiO₂复合材料。以罗丹明B为目标有机污染物,研究了BiOI/TiO₂复合材料的吸附-光催化性能。结果表明：BiOI成功与TiO₂复合,BiOI/TiO₂复合材料表现出一定的吸附能力和较高的光催化降解能力。600 W金卤灯照射25 min,27%BiOI/TiO₂对罗丹明B的降解率高达92.71%,相对于TiO₂的降解率有极大提高。BiOI复合TiO₂后,结晶度和晶粒尺寸变化不明显,光吸收带边发生一定的红移,促进了异质界面光生电子-空穴的有效分离,从而提高了光催化性能。     

纳米金属(氢)氧化物生物炭复合材料的制备与水中除氟的应用研究进展

饮用水中的氟污染已被公认为世界性的主要问题之一,因为这对人体健康构成了严重的威胁.因此,需要有效的方法来去除水中的氟污染.目前,吸附法是去除水中氟化物最经济有效的方法,因此也得到了广泛的应用.近年来,已有各种吸附材料用于去除水中的氟化物,其中生物炭因为成本低、比表面积大、离子交换能力强而常作为吸附剂吸附污染物.然而,原...     

炭载水铁矿吸附剂高效除砷性能及机理研究

为制备一种高效的吸附剂处理砷污染,以水铁矿(Fh)和花生壳生物炭(BC)为原料,合成了水铁矿@生物炭(Fh@BC)复合材料;探究了复合材料对砷的吸附特性;利用扫描电子显微镜-X光微区分析(SEM-EDS)、比表面积及孔隙度分析(BET)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)技术对吸附剂进行表征;并采用简化连续提取法分析被吸附砷的形态,判断其吸附稳定性。结果表明：水铁矿被生物炭成功负载,复合材料的总微孔体积和比表面积得到有效提高;复合材料对砷的吸附过程更加符合伪二级动力学模型和Langmuir模型,最大吸附容量可达80.09 mg·g^-1;且其对砷的吸附具有较大的pH适用范围;复合材料表面的水铁矿颗粒对砷的吸附起到重要作用,其除砷机制主要包括静电引力和配位络合。另外,复合材料吸附的砷中稳定态砷占总吸附量的99.18%,污染物二次释放的风险较低。     

纳米复合材料对去除废水中阳离子表面活性剂的实验研究

实验研究了用X型纳米分子筛与硅藻土组成的纳米复合材料,去除废水中阳离子表面活性剂的效果.结果表明,在原水质量浓度为150 mg/L,pH值为7,纳米分子筛与浙江产CD010型硅藻土配比1∶1,搅拌时间10 min条件下,去除水体中阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的效果最佳,去除率和吸附量分别达到95.76%、28.73 mg/g.再生实验结果表明,已经达到吸附饱和的纳米复合材料,在300 ℃高温下煅烧2 h后可以再次利用,对CTAB的去除率达到94%.