炭含量对竹炭/高密度聚乙烯复合材料电磁屏蔽和力学性能的影响

为了探究竹炭含量对竹炭基复合材料性能的影响,以竹炭(BC)和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,采用"熔融挤出-模压"成型工艺制备竹炭/高密度聚乙烯(BC/HDPE)复合材料,通过对不同竹炭含量的BC/HDPE复合材料进行测试,研究炭含量对复合材料力学性能、热性能、电磁屏蔽性能以及微观结构的影响.结果表明,竹炭对BC/HD...     

硫化镉@聚苯胺/纤维素纤维的光催化活性

聚苯胺(PANI)在纤维素纤维(CFs)上原位沉积后,利用PANI/CFs对Cd~(2+)的强吸附作用,原位制备CdS@PANI/CFs复合材料,并用FT-IR、XRD和SEM-EDX对复合材料进行了表征。研究发现:PANI的介入极大地提高了CdS纳米粒子的原位沉积,所制备的CdS@PANI/CFs复合材料在可见光条件下光催化降解亚甲基蓝(MB),在相同CdS沉积量时,CdS@PANI/CFs复合材料的MB降解率约为CdS@CFs复合材料的1.5倍,表明PANI对MB的光催化降解具有显著的增强效应。探究了光降解过程中不同条件(MB质量浓度、光催化剂用量及利用次数)对MB降解率的影响,结果显示:随着MB质量浓度的升高,MB降解率降低;当MB质量浓度为10、15、20和30 mg/L时,5 h时MB降解率分别为90.37%、84.15%、77.35%和58.53%;光催化降解400 mL、20 mg/L MB的最佳催化剂用量为0.4 g;CdS@PANI/CFs复合材料经3次利用5 h的MB降解率仍达到80.36%,展现出良好的重复利用性。     

竹炭-ZnO复合材料的制备及对苯酚的光催化降解作用

以硅酸钠为粘结剂用浸涂法制备了竹炭-ZnO复合材料,用FT-IR、电镜扫描(SEM)对其进行结构表征和形貌观察,研究了该复合材料对溶液中苯酚光催化降解去除效果.结果表明:制备竹炭-ZnO复合材料的最佳配比为m(竹炭) ∶m(ZnO)∶m(Na2 SiO3·9H2O) 为5∶2∶1;酸性条件下,竹炭-ZnO复合材料对苯酚的去除效果更好,H2 O2对苯酚溶液光催化降解有促进作用.当苯酚溶液的质量浓度为50mg/L时,复合材料最佳用量为2g/L,溶液中H2 O2最佳的添加量为1.95mmol/L,在紫外灯和太阳光下催化降解4h,苯酚去除率分别达到92.3%和76.4%.复合材料重复使用3次,对苯酚的去除率仍可以达到80%以上.     

竹炭吸附铜唑对竹塑复合材料防护性能的影响

研究了高温浸泡、超声浸渍和高压浸渍三种吸附方式下竹炭(BC)对铜唑(CuAz)吸附容量的影响,优选出理想的吸附方式后将高铜唑吸附容量的竹炭添加至竹塑复合材料中,研究其对竹塑复合材料的防霉防腐性及抗流失性的影响。结果表明:三种吸附方式下,高温浸泡的吸附效果最好。吸附温度为70℃,吸附时间为24 h,铜唑初始浓度为2.8%时,竹炭吸附铜唑容量达到最大值59.9 mg/g。将吸附了铜唑的竹炭添加至竹塑复合材料中,能提高材料对黑曲霉、绿色木霉、桔青霉的防治效力,但是对蓝变菌几乎没有影响;能减少白腐菌侵蚀后材料的质量损失,但对褐腐菌无明显影响。竹炭吸附铜唑的处理方式能有效地提高铜唑在竹塑复合材料中的抗流失性,延长铜唑防腐剂的药效时间。     

竹炭/聚氯乙烯复合板材的性能

以竹炭(BC)、聚氯乙烯(PVC)为原材料,制备竹炭/聚氯乙烯复合板材(BC/PVC),采用热重分析仪和热重?红外联用仪测试分析热失重特性,用锥形量热仪测试分析其燃烧特性,并进行了远红外辐射率和吸水厚度膨胀率等物理力学性能的测试。结果表明,BC/PVC的物理力学性能满足GB/T 24137—2009《木塑装饰板》和DB44 T 349—2006《木塑复合材料技术条件》规定的要求,尺寸稳定性优良。其中,BC的加入能够显著增强PVC的热稳定性,BC/PVC残余质量分数达45.05%,是PVC的5.3倍,且最大热分解温度延后,发生热失重的温度段缩短,热失重速率明显降低。BC/PVC燃烧时气体生成出现在中后期且总量不大,主要为CO2,BC有效减少燃烧过程中HCl的生成,降低了烟气毒性,且通过促进基材形成“有效炭层”,使BC/PVC的总热释放降低38.05%,烟气释放量仅为PVC的1/3,600 s时残炭量达到PVC的近11倍,整体阻燃防烟性能较好,显著提升材料在发生火灾时的安全性。BC/PVC在8~14μm波段的远红外发射率均值达0.938,具有较高的远红外辐射特性,有望实现PVC基复合板功能化的研发应用。     

CMC@PANI复合材料的仿生制备及其对水中染料的高效吸附

以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为原料,以氯化血红素(Hemin)为催化剂,利用仿生体系聚合苯胺,制备得到纤维素基聚苯胺(CMC@PANI)复合材料。考察了不同制备条件对CMC@PANI产品得率及甲基橙(MO)吸附去除率的影响,表征了吸附材料形貌等结构特征,并分析了复合材料对水中染料的吸附性能。结果表明:CMC@PANI的优化制备条件为25℃时,在200 m L pH值为4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中,CMC-Na质量浓度2.5 g/L,苯胺与CMC-Na质量比值为1.8,Hemin用量为0.10 g/L,H_2O_2用量0.072 mol/L,HCl用量0.9 mol/L。此条件下,每克苯胺原料可得到约0.7 g CMC@PANI复合材料。扫描电镜、比表面积、红外光谱分析结果表明,该制备方法实现了CMC-Na和PANI的相互负载,产品粒径为0.5~10μm,表面粗糙,BET比表面积为19.96 m~2/g。最优工艺条件下制备的CMC@PANI对20 mg/L的阴离子染料MO在30 min时达到吸附平衡,去除率可达98%以上,最大吸附容量达到294.12 mg/g;对20 mg/L的阳离子染料罗丹明(Rh B)在180 min时去除率可达89.8%,明显优于PANI的吸附效果(68.0%)。可见,采用Hemin催化的绿色仿生工艺制备的CMC@PANI复合材料是一种比较理想的新型吸附材料。     

竹炭性能的研究进展

根据目前国内的竹炭研究进展的状况,综述了竹炭吸附性能、竹炭导电性能、竹炭改良土壤的性能、竹炭的负离子功效和竹炭的远红外功效的研究进展。     

竹炭性能的研究进展

文章主要根据目前国内的竹炭研究进展的状况．综述了竹炭吸附性能、竹炭导电性能、竹炭改良土壤的性能、竹炭的负离子功效和竹炭的远红外功效的研究进展。     

载铜竹炭的制备及电磁屏蔽效能

以竹炭为载体吸附Cu(NO3)2,利用Cu(NO3)2在热作用下分解为Cu O,进而与竹炭中C发生置换反应生成单质Cu,增加了竹炭的导电性,从而提高竹炭的电磁屏蔽效能。采用单因素和正交组合实验探究了炭化温度、溶液p H、吸附时间、竹炭添加量、吸附温度以及Cu(NO3)2溶液初始浓度对Cu(NO3)2在竹炭上吸附的影响,并用分析测试仪对试样进行测试和结构表征。结果表明:选用700℃的竹炭、溶液p H 6.0、吸附时间80 min、竹炭添加量0.05 g/m L、吸附温度20℃和Cu(NO3)2溶液初始浓度5 mol/L工艺条件时,竹炭中Cu元素含量达到最大,其值为152 mg/g;竹炭炭化温度和溶液吸附温度2个因子对竹炭吸附Cu(NO3)2影响最显著;在频率0~3GHz的范围内,随着竹炭中Cu元素含量的增加其电磁屏蔽效能显著提高,当Cu元素含量为152 mg/g时电磁屏蔽效能达到24 d B。     

竹炭/石墨/环氧树脂电磁屏蔽复合材料性能研究

为研究天然石墨和合成石墨在不同竹炭质量分数条件下复合材料的电磁屏蔽效果,制备屏蔽效能优异的竹炭/石墨/环氧树脂电磁屏蔽复合材料,在两种石墨中分别加入不同质量分数的竹炭,通过模压固化成型制成竹炭/石墨电磁屏蔽复合材料,并对其进行力学性能、动态热机械性能、电阻率性能和电磁屏蔽效能测试及扫描电子显微镜分析。结果表明:随着竹炭质量分数的增加,逐步形成竹炭-石墨网状结构,两种复合材料的玻璃化转变温度均上升;电阻率均降低;30~1 500 MHz频率下电磁屏蔽效能均增大,竹炭质量分数为40%时,合成石墨复合材料电磁屏蔽效能最大,约为30 d B;但由于填料的团聚作用,两种复合材料的弯曲模量下降。扫描电子显微镜分析表明,合成石墨复合材料的界面结合力更好。综合分析可知,当竹炭质量分数为30%时,合成石墨复合材料的力学性能较好;竹炭质量分数增加,石墨复合材料的电磁屏蔽效能增大。     

Analysis and characterization of microstructures of a TiO2/bamboo charcoal composite and modified poplar veneer

A type of TiO 2 /bamboo charcoal composite made by a dip-dry method was loaded onto wood veneer with a vacuumpressure method in order to prepare modified poplar veneer.The pore structure parameters and surface morphology of the TiO 2 /bamboo charcoal composite were determined and analyzed by means of a porosimetry analyzer and SEM.The results show that the surface morphology of the composite does not change after being loaded with nano TiO 2.However,its specific surface area (359.814 m 2 ·g-1),pore volume (0.317 cm 3 ·g-1) and average pore diameter (3.526 nm) increased;particularly the cumulative volume of pores was increased by 65.83%.In addition,the distribution range of the pores was wider than that of the bamboo charcoal.Combining the SEM of unmodified and modified poplar veneer,the results of X-ray photoelectron spectroscopy revealed that actually some TiO 2 compounds,i.e.,4.08%,are imbedded in the modified poplar veneer.     

竹炭陶土复合材料的制备和结构性能表征

以竹炭粉、陶土为主要原料,经混合、成型、干燥和煅烧等工艺制得竹炭陶土复合材料(以下称竹炭陶),采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、拉曼光谱测试仪(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和比表面积测试仪等仪器,对竹炭陶的微晶构造、孔隙结构、吸附和红外辐射性能等进行表征。结果表明:竹炭微粒镶嵌在陶土基体中,保留原有以中孔为主的孔隙结构和类石墨化晶体结构,获得的竹炭陶具有较大的比表面积和中孔为主的孔隙结构,能有效地吸附甲醛、苯等有害气体。加入一定量的竹炭能提高竹炭陶的远红外发射率,其红外发射率均高于陶土和竹炭,结合红外吸收光谱谱图分析,竹炭陶具有高红外发射率的本质在于具有倍频吸收、分子基团振动、转动及晶格振动。     

利用竹粉制备吸波磁性炭

电磁辐射污染已成为一种除水和空气污染外的新环境污染问题,为解决这一问题,对废弃的竹粉进行回收利用,制备吸波性能较好的磁性竹炭,不仅可以提高产品附加值,同时也可解决废弃竹粉污染环境的问题。采用原位共沉淀、Fe2+/Fe3+混合液和NaOH溶液两步常压浸渍法制备磁性竹粉,并在1000℃下原位碳化,合成了α?/β?Fe/Fe3O4/Fe3C四相Fe/C复合材料(CF3)的磁性竹炭。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计以及矢量网络分析仪等研究方法可以看出,随着热解温度的升高,生成的CF3表面出现许多微孔,有利于实现电磁波的吸收,磁性竹粉炭化前后的饱和磁化强度由2.18 emu/g显著提高到67.00 emu/g。CF3的电磁波吸收性能较好,其在5.72 GHz处具有最小反射损耗值,为-19.82 dB,匹配厚度为4.25 mm,有效响应带宽为13.76 GHz。研究表明,较好的吸波性能是由于α?/β?Fe/Fe3O4/Fe3C多相复合形成的连续网络结构可得到最佳的阻抗匹配特性,以及最大的介电损耗和磁损耗能力。3种材料中磁性竹炭表现出最高的电导率,说明磁性竹炭的导电性能最好,具有较强的电磁波衰减能力。此外,在C?Fe3C、C?Fe和C?Fe3O4界面处的界面极化对提高微波吸收性能有积极作用。     

竹炭陶的制备及其气体吸附和调湿性能

基于开发和利用生物质竹炭材料,以竹炭粉、凹凸棒、硅藻土等为原料,制备竹炭陶瓷复合材料,从而避免传统炭吸附材料易碎和粉尘污染的缺点。首先,将原料通过陶瓷造粒工艺制备成直径为2~5 mm的小球;然后,在N 2气氛中1250℃下烧结为竹炭陶小球,并对其结构和吸附性能进行了研究。XRD测试结果表明,竹炭陶瓷复合材料在烧结前后并未改变竹炭陶晶体结构。原料的SEM测试结果表明,竹炭粉在微观结构上存在1μm左右的大孔,其中硅藻土的微观形貌为多孔圆盘状结构,圆盘的直径分布在20~50μm,孔道直径在0.1~1.2μm;竹炭陶的SEM测试结果表明,断面结构疏松多孔,经过复合和烧结后,仍然保持了原有的孔道结构,保障了竹炭陶的吸附性能。BET法测试结果表明,竹炭陶的比表面积达到118.54 m^2/g。吸附性能测试表明,竹炭陶对水分吸附率达到22.0%,对甲醛、氨气及硫化氢等有害气体的吸附率分别达到87.7%,94.6%和96.3%。实验结果表明,竹炭陶具有良好的吸湿和气体吸附性能,是一种良好的空气净化材料,在室内环境和水处理等方面具有广阔的应用前景。     

载银竹炭的制备及性能研究

采用还原载银法对改性竹炭进行载银试验，得到了不同载银量的载银竹炭。利用扫描电镜对其结构进行分析的结果表明，银主要分布在竹炭的外表面和大孔中。同时，对比了竹炭在载银前后的吸附能力，包括碘吸附值、苯酚吸附值、灭菌效果以及载银量对它们的影响，结果表明，该载银竹炭可基本保持其原有的吸附能力。而且具有一定的灭菌效果。     

竹炭远红外性能研究及发展趋势

结合红外线产生的机理,简述了远红外材料种类和应用、竹炭远红外材料的研究发展概况。为竹炭及其复合材料的远红外功能评价体系和性能检测标准的建立提供理论参考。     

竹活性炭电化学性能改性研究进展

竹活性炭具有较大的比表面积、多级的孔径结构和丰富的表面官能团,特别是改性后的竹活性炭,表现出高机械稳定性、良好的导电性和导热性,使其在能量储存领域具有巨大的应用潜力。分析了竹活性炭的结构与性质,综述了近年来竹活性炭电化学性能改性方法,揭示改性处理对竹活性炭的孔隙结构、表面性质和电化学性能的影响,归纳并提出竹活性炭改性的未来发展方向,旨在为该领域的科学研究提供参考。     

Chemical kinetics of Japanese cedar,cypress, fir,and spruce and characterization of charcoal

 Thermogravimetric and differential thermal analyses techniques have been applied to investigate the thermal degradation characteristics and chemical kinetics of Japanese cedar, cypress, fir, and spruce. The decomposition of the components could be modeled by an Arrhenius kinetic expression. The kinetic parameters were extracted from the thermogravimetric data using least-squares techniques. The heating rates used for the analyses were 10°, 5°, and 0.33°C/min; and the activation energy and reaction order of the above woods were 7.54, 8.39, 2.87, and 7.88 kJ/mol and 0.71, 0.64, 0.44, and 0.63, respectively. Finally, carbonization was done to produce charcoal from these woods under various operating conditions, and the charcoal was characterized in respect to yield, heating value, electrical conductivity, and X-ray diffraction. The quality of the charcoal from fir was the best among the four types of wood. The charcoal produced is inferior to binchotan (white charcoal) in respect to electrical conductivity and crystalline structure. Received: February 13, 2002 / Accepted: July 12, 2002 Acknowledgment The authors express their gratitude to Professor Yoshida of Applied Chemistry in Tokyo Metropolitan University for performing the TG/DTA in his laboratory and for his valuable suggestions about the analyses.