聚酰亚胺基石墨膜的制备、高温结构演变及其导热性能研究

目的 系统研究聚酰亚胺（PI）膜在高温碳化、石墨化过程中的微观结构演变,以及PI膜厚对石墨膜结构和导热性能的影响机制。方法 采用二步法制备2种不同厚度的PI薄膜,对其进行高温碳化、石墨化和压延处理,并系统研究薄膜高温结构演变规律和及其导热性能。结果 涂布法制备出的PI膜膜厚分别为32、67.5μm,经1 000℃碳化后,薄膜从无序结构转变无定形碳,并在2 800℃高温石墨化过程中转变为高度有序的层状石墨结构,经压延工艺处理后,其石墨膜厚度分别为17、40μm,压延工艺减少了石墨膜疏松孔洞和片层间间距,显著提高了石墨膜面内导热系数。结论 在一定范围内,薄膜越薄,越有利于杂质元素脱除和提升石墨化程度。所制得的17μm石墨膜面内热导率可达1 465 W/(m·K)。     

聚酰亚胺基石墨膜材料研究进展

综述了聚酰亚胺基石墨膜材料的研究进展,简述了聚酰亚胺薄膜的分类、合成方法及其应用,详细介绍了聚酰亚胺制备石墨膜的方法,碳化和石墨化过程中涉及的分子结构和其形貌以及性能的变化过程。阐述了制备石墨膜过程中的机理,进而分析了影响聚酰亚胺基石墨膜性能的因素,主要包括了化学结构、烧结工艺以及复合薄膜中掺杂组分对结构和性能的影响。其后,通过近年来国内外的专利情况,分析了石墨膜材料的应用方向,总结并展望了未来聚酰亚胺基石墨膜材料的发展方向。     

Modification of FGD gypsum in hydrothermal mixed salt solution

A novel utilization way of the sludge from wet calcium-based flue gas desulfurization （FGD） processes has been developed in this paper. This study focused on the conversion of the FGD gypsum into α-hemihydrate calcium sulfate by a hydrothermal salt solution method at atmospheric pressure. Experimental study has been carried out in a batch reactor. Qualitative and quantitative analyses were made by DSC/TG thermal analysis, SEM, XRD, metalloscope and chemical analysis. The experimental results showed that the modification of FGD gypsum was controlled by the dissolution and recrystallization mechanisms. With the introduction of FGD gypsum the salt solution was supersaturated, then crystal nucleus of α-hemihydrate calcium sulfate were produced in the solution. With the submicroscopic structure of FGD gypsum crystal changed, the crystal nucleus grew up into α-hemihydrate calcium sulfate crystals. Thus ,the modification of FGD gypsum was fulfilled.     

碳化温度对稻壳生物炭的影响及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以稻壳为原料,在不同的温度(300,500和700℃)下采用限氧碳化法制备了生物炭,并利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)表征了生物炭的结构和性质,同时考察了pH值对生物炭吸附的影响,初步探讨了吸附机理。结果表明,制备的生物炭官能团种类和总量相近,均含有烷基、芳香基及一些含氧官能团,随着碳化温度的升高芳香族化合物增加,芳香化程度增强。试验条件下稻壳生物炭(RH700)对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量达到16.68 mg/g,降低pH值有利于对Cr(Ⅵ)的吸附。稻壳生物炭等温吸附曲线更符合Langmuir模型,对吸附过程中焓(△H)、熵(△S)和吉布斯自由能(△G)的计算表明,稻壳生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附是自发的吸热反应,其吸附行为更符合伪二级动力学模型,拟合的qe值与实测值相差小于0.38 mg/g。颗粒内扩散表明膜扩散和颗粒内扩散共同控制着吸附过程。     

中国中部高山湖泊记录的小冰期水热配置不同模态

小冰期水热配置模态在中国南北方存在明显差异,敏感响应于气候变化的高山湖泊在小冰期阶段水热变化模式仍缺乏研究。选取中国中部两个高山湖泊——太白山玉皇池与六盘山东海子的沉积物岩心为研究对象,基于总有机碳（TOC）、总有机氮（TN）,碳氮比（C/N）等地球化学指标,并结合已发表的水文数据,重建了东海子和玉皇池近2 ka来的水热变化模态。结果显示：近2 ka气候变化主要受太阳辐射影响,在900 AD之前,两个湖泊区域气候同为冷湿,中世纪暖期（900—1300 AD）转为暖干;在小冰期（1300—1800 AD）时期水热组合不同,东海子降水与温度呈同步下降趋势,主要受控于东亚夏季风,而处于东海子东南方向的玉皇池表现为降水的持续增加,可能受加强的印度季风和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的共同影响。     

纤维素废弃物水热处理制H2的研究进展

水热处理为纤维素废弃物资源化应用开辟了一条新的途径,文中就水热处理技术的特点、水热条件下纤维素的降解过程进行了介绍,并着重综述了纤维素废弃物水热制H2方面的研究进展,同时对纤维素及其废弃物的水热处理和资源化研究前景进行了展望.     

以废弃磷石膏为原料水热合成碳酸钙晶须的研究

以废弃磷石膏为钙源水热合成碳酸钙晶须,研究了不同反应前驱物和添加剂对碳酸钙样品晶形的影响,利用奥林巴斯显微镜和扫描电镜(SEM)观察晶体形貌,并用X衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)对样品进行了表征。实验结果表明,采用柠檬酸钠为添加剂,在反应时间12 h,反应温度120℃,柠檬酸钠浓度2％的工艺条件下,可制得晶须长度约为50～120 μm、长径比为40～100∶1、大小相对均匀的文石型碳酸钙晶须。同时,实验还制得了形貌独特的稻草捆状和竹叶状碳酸钙晶体。     

溴掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究

以KBr和Ti(SO4)2为原料,通过水热法制备了高催化活性的溴掺杂纳米TiO2(Br-TiO2)光催化剂,利用XRD、XPS、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征。通过苯酚降解实验评价了Br-TiO2的光催化活性。结果表明,700℃焙烧、溴与钛的摩尔比为0.35∶1时,Br-TiO2具有最佳光催化活性。该催化剂为晶体发育完整的锐钛矿相TiO2,粒径平均大小为50 nm,比表面积为16.81 m2/g,在紫外区的吸收得到加强,光催化能力优于Degussa P-25。确定了降解苯酚的最佳条件:催化剂投加量为0.5 g/L,苯酚初始浓度为10 mg/L,pH值为6.0。     

H3PO4活化制备喜旱莲子草基活性炭及性能表征

为了解决喜旱莲子草入侵带来的环境污染和生态破坏问题,探索了综合利用其制备价廉、质优活性炭的可能性、在正交实验的基础上,对实验结果进行了单因素方差分析,结果表明,控制因素对活性炭得率和碘吸附值的影响大小均依次为:炭化温度＞炭化时间＞浸渍时间＞浸渍比,且前三者有显著影响、极差分析表明最佳制备工艺组合为:浸溃比4∶1、浸渍时间6h、炭化温度873 K和炭化时间1h.在最佳制备条件下制得的喜旱莲子草基活性炭得率和碘吸附值为:37.44％和752.36 mg/g;其比表面积、总孔体积、平均孔径和中孔率分别为:1 100.720 m2/g、0.610 cm3/g、2.216 nm、72.00％.红外光谱分析表明,活性炭形成了大量表面官能团,主要有以下几种:羧基、酚基、醚基等、正交实试和物理特性表征均表明,喜旱莲子草是良好的中孔活性炭制备原料.     

碳纤维增强复合材料的环境适应性研究进展

概述了碳纤维增强基复合材料在环境适应性方面近十年的研究进展,从机理、最新研究进展两个方面着重阐述了湿热老化、高低温交替变化老化和紫外辐照老化,以及低能冲击损伤在环境因素作用下对碳纤维复合材料性能的影响,并简要地提出了碳纤维复合材料在环境适应性方面的发展方向。