TiO_2/木材复合材料的制备及其性能研究

为提高木材的防潮阻燃性,采用水热法在木材表面负载二氧化钛(TiO_2)晶粒。观察TiO_2/木材复合材料表面形貌组织,检测其质量变化量(△m)、体积变化量(△v)、尺寸稳定性变化量(△D)、氧指数(LOI)和热稳定性。结果表明:木材表面TiO_2晶粒尺寸越小,TiO_2负载区域越密集,材料防潮阻燃性越好。最佳制备条件为反应温度80℃,反应时间1h,钛酸丁酯用量10mL,可使复合材料△m下降48.8%,△v下降24.3%,△D提高24%,LOI提高24.2%,半纤维素和纤维素的热解温度分别提高17.4%和5.4%。     

纳米TiO_2处理木材的表面疏水性能初探

为改善木材的疏水性能,先采用二氧化钛(TiO2)溶胶进行处理,再分别用低表面能物质硬脂酸、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)进行改性处理。结果表明,改性试样表面负载有纳米级TiO2颗粒,表面修饰了低表面能物质;改性试样的水接触角较未处理材大幅提高;HDTMS比硬脂酸显示出更优良的疏水性能。     

TiO2/木材复合材料光催化降解甲醛性能

【目的】光催化氧化法被认为是去除室内空气中甲醛最有效的方法之一。二氧化钛(TiO₂)作为经典光催化半导体,因具有物理化学性质稳定、无毒无害的优点被广泛关注,但由于TiO₂的吸附能力低、聚集倾向强,限制了其应用。本研究旨在解决TiO₂吸附能力弱、易团聚使其比表面积减小的问题。【方法】以杨木为基底,采用水热法在其表面负载二氧化钛制备得到TiO₂/木材复合材料,探讨不同TiO₂溶液浓度对TiO₂/木材复合材料光催化降解甲醛性能的影响。【结果】与不同基底对比,木材的多孔结构及丰富的官能团能使TiO₂与木材间具有更好的结合力,使其具有优越的机械稳定性。锚定在木材上的TiO₂以锐钛矿型为主并带有少量的金红石型。随着TiO₂溶液浓度的增大,TiO₂/木材复合材料的光催化降解甲醛性能呈现先增大后减小的趋势。当配置制备的TiO₂溶液浓度为0.1 mol/L时,尺寸大...     

木材表面组装PEI/纳米ZrO_2/FAS复合薄膜及其性能

以大青杨木材为研究对象,为提高其抗润湿和耐老化性能,采用层层自组装技术,将聚乙烯亚胺(PEI)和纳米ZrO_2交替吸附在木材表面,然后用全氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)对组装后的木材进行修饰,在木材表面形成复合的功能薄膜。结果表明,在组装过程中,纳米ZrO_2的单斜晶系晶体结构没有发生转变。(PEI/ZrO_2)i膜层能均匀地负载在木材表面,随着层数的增加,膜层变得更加致密。接触角测试结果发现,与未处理材相比,组装后的木材试样经过FAS修饰后均具有较稳定的疏水效果,初始接触角最高可达148°。加速老化试验结果表明,未处理材的颜色变化ΔE*可达35.36,而处理后木材的ΔE*明显减小,降幅达到66.4%。因此,利用层层自组装技术,在木材表面吸附了(PEI/ZrO_2)i/FAS膜层,可使木材具有良好的抗润湿及耐老化效果。     

油茶果壳对Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附性能研究

探讨油茶果壳对Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附性能,为果壳的资源化利用及林地施肥提供理论依据。利用果壳吸附溶液中的Al~(3+)和Ca~(2+),通过红外光谱分析和模型拟合,对其吸附特性进行了初步探讨。结果表明:1)果壳结构中含有大量的羧基和羟基等官能团,这些官能团能够提供与Al~(3+)和Ca~(2+)进行离子交换的H+;2)果壳对Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附符合Freundlich模型,对Al~(3+)和Ca~(2+)的理论最大吸附量分别为11.39、11.04 mg/g;3)吸附过程符合准二级动力学模型,对Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附过程主要受化学作用的控制,膜扩散和颗粒内扩散共同决定果壳吸附Al~(3+)和Ca~(2+)的速率;4)Al~(3+)和Ca~(2+)共存情况下,果壳对Al~(3+)的吸附高于Ca~(2+),且果壳对混合溶液中Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附比单一溶液中的减少,二者之间存在竞争;5)油茶果壳是一种对Al~(3+)和Ca~(2+)有较好吸附性能的廉价吸附材料。     

木质素基碳量子点的制备及其在Fe~(3+)检测中的应用

以碱木质素为原料,在强酸环境中进行氧化水热反应制备碳量子点(CQDs),并对合成条件进行优化,结果显示:最优的合成条件为碱木质素用量1.3 g,反应温度180℃,反应时间12 h,Na BH_4用量1.3 g。采用透射电镜(TEM)及激光粒度分析(DLS)对CQDs形貌及尺寸进行表征,显示CQDs具有较好的分散性,尺寸分布均匀,平均粒径约为3.5 nm。采用红外光谱(FT-IR)及X射线光电子能谱(XPS)表征CQDs结构及组成元素,表明CQDs表面含有大量羰基、羧基等含氧官能团。此外,通过紫外-可见光谱(UV-vis),荧光光谱(FL)表征CQDs光学性质,其荧光量子产率达17.3%。以CQDs为探针,采用比色法将其用于Fe~(3+)检测,结果表明:CQDs对Fe~(3+)具有较好的选择性,在0~400μmol/L范围内溶液吸光度与Fe~(3+)浓度呈线性关系(R2=0.995 4),检测限可达0.136μmol/L。同时,合成的CQDs表现出较低的细胞毒性,其在生物医药方面具有潜在应用价值。     

原位固化黑荆树皮对Fe~(3+)的吸附特性

研究了黑荆树皮中单宁原位固化的反应条件及原位固化黑荆树皮(ISIB)对水溶液中Fe3+的吸附特性。结果表明:以甲醛为交联剂,黑荆树皮的收率可达90%以上;在温度为30℃,pH值为2.4,Fe3+的初始浓度为273 mg.L-1的条件下,吸附6 h时,ISIB对Fe3+的吸附容量达到101.4 mg.g-1。ISIB对Fe3+的吸附符合拟二级速度方程。     

Fe~(2+)对厌氧发酵过程中VFA和SS的影响

研究了UASB在改变进水Fe~(2+)浓度的情况下,对厌氧发酵过程中产物VFA以及出水SS的影响。结果表明:当Fe~(2+)浓度升高时,液相末端产物乙酸浓度逐渐降低,丙酸浓度随之升高;此外Fe~(2+)的投加能有效地去除SS;Fe~(2+)在改善厌氧发酵工艺的效率上有一定的促进作用。     

13X沸石/TiO_2复合光催化材料的制备及对亚甲基蓝的光催化降解性能

以溶胶凝胶法分别制备了TiO_2和不同TiO_2含量的负载型13X沸石/TiO_2复合光催化剂,对制备出的光催化剂分别进行了XRD和SEM表征。在紫外灯下以250mL浓度为30mg/L的亚甲基蓝溶液为目标污染物,研究了13X/TiO_2的去除或光催化降解性能。结果表明:制备出的TiO_2粒径约27~50nm并附着在沸石颗粒表面,当负载量为50%时达到最佳配比,其去除率和光催化降解率分别为74.66%和62.64%,此时13X/TiO_2复合光催化剂具有最大的光催化降解效率。     

BiPO_4纳米棒表面负载Ag_2O制备及其光催化性能研究

实验通过水热合成法制备出了BiPO_4/Ag_2O纳米复合光催化材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对该复合材料的结构和形态进行了表征,然后进行了光催化降解有机染料甲基蓝的研究,通过紫外分光光度计测其吸光度,证明了其光催化效率。     

仿月季花/TiO_2超疏水竹材表面特征研究

为改善竹材的疏水性和稳定性,采用软印刷技术在竹材表面仿制月季花瓣的超疏水微纳结构,同时在竹材表面负载纳米二氧化钛提高其稳定性。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱元素分析(EDS)、X射线衍射光谱(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)及接触角技术对样品进行了表面特征分析。结果表明:在竹材表面成功构建了类月季花瓣表面的微纳乳突结构,水滴在其表面的接触角达到154.5°,展现出良好的超疏水特性;TGA结果显示,800℃后的样品仍有31.3%的残炭量,试样具有较好的热稳定性。表面仿生可延长竹材的使用寿命和增加竹材的附加值。     

Ag/TiO2-PVA复合膜的光降解性能研究

分别采用抗坏血酸还原法和光化学沉积法,将Ag掺杂到TiO2中,以聚丙烯无纺布为基膜,制备了Ag/TiO2-PVA复合膜以减少TiO2的流失和提高对太阳光的吸收,并对Ag/TiO2-PVA复合膜进行了SEM和XRD表征,以紫外光、模拟太阳光为光源,分别研究了Ag/TiO2-PVA复合膜对有机染料活性翠兰、甲基橙的光催化降解效果,以考察Ag/TiO2-PVA复合膜的催化作用。SEM和XRD的分析结果表明:上述两种方法均能有效地在聚丙烯无纺布表面形成Ag/TiO2-PVA复合膜,抗坏血酸法制备的Ag/TiO2-PVA复合膜的Ag/TiO2负载量高于光化学沉积法。染料废水处理实验结果表明:TiO2/Ag-PVA复合膜对活性翠蓝废水及甲基橙废水的紫外光降解,具有很好的催化作用;对活性翠蓝废水的自然光降解的催化作用不明显,但是对甲基橙废水的自然光降解催化作用较明显。     

Fe~(2+)-H_2O_2-TD引发体系下TMP与MMA接枝工艺的研究

研究了Fe2+-H2O2-二氧化硫脲(TD)引发体系下热磨机械浆(TMP)浆料与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的接枝共聚工艺。分析了在该引发体系下各反应条件对接枝率、接枝效率和单体转化率的影响。结果表明,TD的加入能有效地使接枝共聚得以顺利进行;适当提高温度,增加单体浓度,控制合适的TD用量都能提高接枝率和接枝效率,并能在较短的时间成功接枝;接枝率一般维持在80%以上,适宜条件下能达到91%。     

苯丙/SiO_2改性UF胶制备及其对胶合板性能的影响

为提高胶合板性能,以苯丙/Si O2作为改性剂,通过物理共混的方法制备了改性脲醛树脂(UF)胶。研究了苯丙/Si O2改性剂添加量和改性UF胶施胶量对胶合板胶合强度和阻燃性能的影响。结果表明:随着改性剂添加量和施胶量的增加,胶合板的胶合强度和阻燃性能提高明显,但过量的改性剂添加量和施胶量会使胶合强度和阻燃性能有所下降,当施胶量为220 g/m2,改性剂添加量为15%时,制备的胶合板性能较佳,胶合强度为1.63 MPa,热释放总量为12.7 MJ/m2,释烟总量为213.79 m2/m2。     

己唑醇/介孔SiO_2缓释纳米球的制备及其性能

基于St?ber方法,制备出介孔SiO_2纳米球(MSNs)和树枝状介孔SiO_2纳米球(dMSNs),并以己唑醇(He)为模型农药,通过物理吸附方法分别制备了己唑醇/介孔SiO_2复合纳米球(He/MSNs)和己唑醇/树枝状介孔SiO_2复合纳米球(He/dMSNs)。采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对制备的介孔纳米球形貌和结构进行表征;利用Brunauer-Emmett-Teller (BET)气体吸附法对介孔二氧化硅纳米球和树枝状介孔二氧化硅纳米球的孔结构进行表征;通过热重分析(TG)、模拟释放实验和抑菌实验对制备的载药复合纳米球载药量、释药性能及药效进行研究。结果表明,MSNs和d MSNs的平均粒径分别为(210±10)和(235±10) nm,比表面积分别为1 092.867和1 289.110 m^2/g,孔容分别为0.690和0.814 cm^3/g,孔径分别为32.144和32.673?。He/MSNs和He/d MSNs载药率分别达到42%和84%,且缓释作用明显。He/MSNs和He/dMSNs(0.1 mg/m L)对可可毛色二孢菌均表现出良好的抑菌性能。     

活性炭比表面积、孔径对TiO_2/AC光催化活性的影响

以不同孔径和比表面积的系列活性炭(AC)为载体,通过溶胶-凝胶法制备得到TiO2/AC负载型光催化剂。利用氮气吸附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对复合催化剂进行表征,并对其进行动态甲苯光降解研究。结果表明:比表面积大、大中孔道丰富的活性炭更适合于负载TiO2制备TiO2/AC复合光催化剂,并且具有更好的光催化活性和延长催化剂的失活时间,对甲苯最大降解率可达97%,失活时间可达11 h,适宜的填充量有利于提高光降解效果。