PVA/CS多孔复合材料的制备及其对甲基橙的吸附性能研究

现阶段随着印染行业迅速发展,在为大众提供更多选择的同时,也导致污染问题日益严重。印染行业生产过程中,不可避免使用颜料和染料为其产品上色,此过程中会有污染物产生。目前,关于染料治理的研究得到重点关注。本文以聚乙烯醇/壳聚糖(PVA/CS)这一多孔复合材料为基础,探究该材料制备工艺,并通过实验,证明其对酸性染料的吸附性能。最终结果表明:制备的PVA/CS多孔复合材料,具备吸附酸性染料的功能,尤其是吸附甲基橙这一纺织工业常用染料效果良好。

功能梯度石墨烯增强多孔复合材料阶梯圆柱壳的振动特性

对功能梯度石墨烯增强多孔复合材料(FG-GPLRPC)阶梯圆柱壳的振动特性进行了研究。首先,采用Halpin-Tsai微观力学模型以及开胞体理论得到FG-GPLRPC阶梯圆柱壳的有效材料属性。其次,基于一阶剪切变形理论和惩罚参数法推导出壳体结构的能量表达式。最后,采用Jacobi-Ritz法建立壳体结构的振动控制方程,并求得结构的无量纲频率,验证了方法的有效性和正确性。结果表明,石墨烯质量分数、孔隙系数和边界弹簧刚度值对振动特性的影响显著,层数对振动特性的影响较小,尺寸参数对振动特性的影响不同,并得到了壳体频率随周向波数先减小后增大的变化规律。

SiO2-TiO2多孔复合材料的制备及其吸附性能研究

以四异丙基钛酸酯(TIP)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用表面活性剂自组装软模板法将SiO2掺杂到TiO2中,成功制备了SiO2-TiO2有序多孔复合材料。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和红外光谱分析(FTIR)等测试手段对材料进行了表征,结果表明:SiO2-TiO2多孔复合材料中存在Ti—O—Ti、Si—O—Si和Ti—O—Si 3种化学键。将制备的多孔复合材料进一步—SO3H功能化(SiO2-TiO2-SO3H),以水溶液中的碱性品红为目标污染物,考察了改性材料对染料的吸附性能,结果显示,经—SO3H功能化的材料具有较优的吸附性能,吸附率达到90%以上。染料的吸附动力学能很好的符合伪二级动力学模型,经线性拟合得到的相关系数R2均大于0.996。

酵母菌发泡PVAL/CMC多孔复合材料的制备

采用微生物发泡法,将酵母菌作为微生物发泡剂,结合循环冷冻–解冻法制备聚乙烯醇(PVAL)/羧甲基纤维素(CMC)多孔复合材料。通过单因素试验探讨了酵母菌与葡萄糖比例(Y/G)、发泡时间、发泡温度和CMC与PVAL比例(CMC/PVAL)对发泡效果的影响,采用L9(34)正交试验进一步优化了发泡条件,通过傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜(SEM)表征了PVAL/CMC多孔复合材料的结构。结果表明,当Y/G比例为2.8/1、发泡温度为31℃、发泡时间为60 min、CMC/PVAL比例为0.7/1时,PVAL/CMC多孔复合材料发泡效果最佳,其中CMC/PVAL比例为主要影响因素,此外,Y/G比例对发泡效果的影响也较为显著。SEM照片显示,以酵母菌为发泡剂制备的PVAL/CMC多孔复合材料具有较高的孔隙率,大孔平均孔径在180μm左右,小孔平均孔径在15μm左右,呈现大孔套小孔的开孔结构。

振动环境中锌铝/珍珠岩多孔复合材料的阻尼性能研究

讨论了振动环境中锌铝/珍珠岩多孔复合材料的阻尼性能。实验利用真空浸渗法制备了锌铝合金/珍珠岩复合材料,并利用DTM-Ⅱ-X型动态弹性模量阻尼内耗分析仪在共振条件下测试其杨氏模量及材料阻尼内耗值,分析了其阻尼机理。试验结果表明锌铝合金/珍珠岩金属基复合材料的阻尼性能要大大优于基体金属。

聚乙烯醇/活性炭多孔复合材料处理印染废水研究

将淀粉、活性炭加入聚乙烯醇溶液中与甲醛进行缩醛化制备聚乙烯醇/活性炭多孔复合材料,用该复合材料处理以甲基橙模拟印染废水。结果表明,在聚乙烯醇用量为10 g,活性炭为5 g时,最佳的淀粉和甲醛(37%～40%甲醛溶液)用量分别为10 g和6 ml。研究了再生温度对复合材料再生后吸附率的影响,发现最佳再生温度为50℃。

快速吸水响应性PVA/HEC多孔复合材料的制备及性能

将酵母菌作为微生物发泡剂引入到聚乙烯醇(PVA)/羟乙基纤维素(HEC)复合材料中,结合循环冷冻-解冻法制备PVA/HEC多孔复合材料。测试了不同实验条件下PVA/HEC多孔复合材料的孔隙率、吸水性、保水性。通过FTIR和SEM表征样品的微观结构;采用热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)、万能拉力试验机分析样品热稳定性、结晶性、力学性能。结果表明:酵母菌发泡PVA/HEC多孔复合材料孔呈大孔套小孔的椭圆状开孔结构,具有快速吸水响应性;保水性良好,24 h后保水率降至最低;与PVA/HEC复合材料相比,PVA/HEC多孔复合材料热稳定性和力学性能均有所提高,压缩强度和极限抗压应力分别是13.2、6.4 MPa。

RGD功能化HA/PLLA多孔复合材料的制备和表征

通过碳二亚胺法将精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)接枝到羟基磷灰石(HA)颗粒表面,增强HA颗粒识别细胞的功能,然后将其均匀地分布于左旋聚乳酸(PLLA)中制备多孔复合材料,分别用XPS和SEM等对HA颗粒和多孔复合材料进行了表征。结果表明:RGD成功地接枝到了HA颗粒表面,多孔复合材料中RGD功能化的HA颗粒是纳米尺寸的,且分布均匀;RGD功能化HA/PLLA多孔复合材料的细胞粘附率从普通HA/PLLA多孔复合材料的37.21%提高到了69.11%。

壳聚糖-二氧化硅多孔复合材料用于甘蔗糖浆的脱色净化

以冷冻干燥法制备出壳聚糖-二氧化硅多孔复合材料。将所得复合材料进行SEM、N2吸附-脱附分析和TEM表征，并对其进行甘蔗压榨清汁脱色净化的活性测试。结果表明，制备出的复合材料具有多级孔结构，存在由冷冻干燥制备而成的由壳聚糖及二氧化硅共同组成的孔径在50至150nm的大孔及二氧化硅自身具有的平均孔径为13．5nm的介孔，复合材料比表面积为189．6m2／g；复合材料孔壁由壳聚糖和二氧化硅粒子构成，两相结合紧密。壳聚糖-二氧化硅多孔复合材料对甘蔗压榨清汁的脱色效率达到70％以上。

钙磷酸盐-BMP多孔复合材料的降解与成骨效应

通过X射线照相术、SEM、EPMA等测试手段研究了钙磷酸盐 (CP)多孔陶瓷及钙磷酸盐 骨形态发生蛋白质 (BMP)多孔复合材料 (CPB)在动物体内的生物降解性、成骨效应以及材料 骨界面的显微结构。用统计学t检验对CP和CPB两种材料植入体内后的的新骨形成速率数据进行了处理。结果表明CPB复合材料的新骨形成速率明显高于CP陶瓷 ;钙磷酸盐矿物有较好的生物降解性 ,但在体内完全降解是不可能的 ;BMP与CP复合后 ,能明显地加快新骨形成 ,促进钙磷酸盐矿物的降解 ;多孔结构亦有利于矿物降解及新骨形成 ,新骨长入陶瓷孔隙后形成一种互穿网络结构 ,使植入部位力学性能得到强化 ,弥补了材料降解中所导致的力学性能的衰减。据此可以预测 ,通过适当的孔结构和诱导成骨机制 ,可以制备出近乎完全降解的生物材料。

丝素蛋白/羟基磷灰石多孔复合材料修复骨缺损研究

为了探讨丝素蛋白/羟基磷灰石(SF/HA)复合多孔支架材料的制备及其用于骨缺损的修复,采用超声波凝胶干燥法制备了SF/HA复合材料;以脱胶茧丝为增强材料,水溶性淀粉为制孔剂,通过去离子水萃取法除去淀粉,制备了SF/HA多孔复合材料。对其孔隙率及抗压强度进行测试,并将其植入兔股骨缺损处观察修复的情况。SF/HA多孔复合材料的孔隙率接近75%,孔径尺寸分布约从几微米到400μm,并且孔隙之间相互贯通,其抗压强度可达10 MPa以上,植入兔股骨缺损处未见引起骨组织明显的炎症反应及骨坏死,术后12周发现基本修复骨缺损部位,而空白对照组没有骨生成。SF/HA多孔复合材料可以满足骨组织工程支架的基本要求,用于骨缺损的修复。

磁性纳米多孔复合材料的致突变试验研究

目的从遗传毒理学方面了解并评价磁性纳米多孔复合(Nano-HA/PLLA/Fe2O3)材料的生物相容性,从而为其在移植肌腱固定的临床运用提供依据。方法用Nano-HA/PLLA/Fe2O3磁性纳米复合界面固定材料制备混悬液,进行Ames致突变试验,以检测其对鼠伤寒沙门菌的致突变比值(实验组回变菌落数/阴性对照组回变菌落数)。结果 4个菌株在各个受试浓度待测液在加S9与不加S9的情况下,致突变比值即实验组回变菌落数与阴性对照组回变菌落数的比值(Rt/Rc)均<2.0,而阳性对照组致突变比值则均>2.0。结论 Nano-HA/PLLA/Fe2O3磁性纳米复合界面固定材料不引起鼠伤寒沙门菌的回复突变数增加,说明此材料无致基因突变性。

压缩载荷作用下多孔复合材料力学关系的数理推演

具有开孔结构的网状多孔材料是一种优秀的工程材料,孔率是此类材料的一个最为基本的易测参量,而拉压行为是工程材料最为基本的力学性能。找出多孔材料基本力学性能与其孔率的关系,无疑可以为其性能调控提供很大的便利。通过分析该类多孔材料的八面体结构模型,进一步演化出网状多孔复合材料在压缩条件下的力学分析模型。从该分析模型出发,推演得出了该类材料在压缩时的安全承载和整体承载强度等力学关系。在这些力学关系中,孔率参数展示了其重要的作用。

聚乳酸/羟基磷灰石多孔复合材料的制备及体外降解研究

采用溶剂浇铸-盐沥洗法制备了具有较高孔隙率的聚左旋乳酸/羟基磷灰石(PLLA/HA)多孔复合材料,用扫描电镜(SEM)和衰减全反射-傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)研究了HA含量对制备样品的形貌以及体外降解行为的影响。结果表明,100/10、100/20、100/30、100/40和100/50的PLLA/HA复合材料完全降解时间分别为98天、105天、91天、91天和77天。ATR-FTIR研究显示,100/30、100/40和100/50的复合材料降解过程符合二次幂函数模型,其降解半衰期分别为67天、65天和52天;而100/20和100/10的材料降解行为比较散乱。

环氧树脂多孔复合材料的制备及性能

以环氧树脂为基体、蓖麻油酸(RA)或二聚蓖麻油酸(DRA)改性的四乙烯五胺(TEPA)(RATEPA/DRATEPA)作为固化剂、水为致孔剂、釉粉为无机填料,通过树脂-水-填料悬浮乳液复合体系聚合法,在室温下合成了环氧树脂多孔材料,采用SEM、压汞仪、电子万能试验机、TGA对多孔材料的形貌、孔径分布、孔隙率、机械性能及热性能进行了表征和测试。结果表明:随着水相质量分数和填料粒径的增大,多孔材料的孔径和孔隙率增大,压缩强度减小;随着固化剂分子量的增大,多孔材料的孔径和孔隙率减小,压缩强度增大。当填料粒径为40μm,固化剂为RATEPA,m(水相)∶m(树脂相)=2∶1时,多孔材料的综合性能最佳,其最可几孔径为3.449μm,孔隙率为21.8%,压缩强度为26.89 MPa。TGA和DTG测试结果表明:环氧树脂多孔材料的热稳定良好,具有耐高温性能,可以在高温条件下应用。

模拟宫腔液体积对Cu/LDPE多孔复合材料节育器的铜离子释放速率的影响

采用溶液分析法测定含铜宫内节育器(Cu-IUDs)的Cu2+释放速率时,所使用的模拟宫腔液(SUS)的体积远远大于人体宫腔液的实际体积,因此推算IUDs在体内宫腔液中的Cu2+释放速率时需要考虑SUS体积的影响。作者制备了两种不同孔隙度的Cu/LDPE多孔复合材料IUDs,测定了它们在不同体积SUS中的Cu2+释放速率,探讨了SUS体积对Cu2+释放速率的影响规律,并拟合出了释放初期和释放稳定期SUS体积与SUS中Cu2+浓度之间的关系式。结果发现,在释放初期,SUS体积对Cu2+释放速率影响不大;而在释放稳定期,SUS体积对Cu2+释放速率影响很大,SUS体积越大,Cu2+释放速率越快。

还原石墨烯改性二氧化钛/壳聚糖多孔复合材料的光催化性能

采用冷冻浇注法制备TiO_2/壳聚糖多孔复合材料,研究二氧化钛含量对该复合材料的微观结构、抗压强度及光催化性能的影响。结果表明:TiO_2/壳聚糖多孔复合材料具有明显的长程有序结构,片层状排列的平行度良好。随TiO_2含量(质量分数,下同)从66.7%增加到88.8%,片层中的孔间距从50~45μm逐渐减小到5~10μm,片层厚度从2~3μm增加到20~25μm,多孔片层的致密度增大,复合材料的抗压强度也从0.05 MPa提高到0.12 MPa。当壳聚糖含量为13.3%、二氧化钛含量为85.7%、还原石墨烯含量为1%时,通过添加还原石墨烯对二氧化钛进行改性,所得的TiO_2/壳聚糖多孔复合材料在300 min时对甲基橙的光降解率由92.4%提高到97.0%。

烧结温度对Al_(3)Zr/2024Al多孔复合材料的组织与压缩性能的影响

以NaCl为造孔剂,2024Al和Zr粉末为基体,通过造孔剂法制备了Al_(3)Zr/2024Al多孔复合材料,研究了不同烧结温度对复合材料组织与压缩性能的影响。结果表明:复合材料的孔隙率几乎不受烧结温度影响;烧结温度的升高可促进Al_(3)Zr在孔壁内生成、扩散和团聚长大;压缩试验结果表明Al_(3)Zr可明显提高复合材料的压缩性能,压缩强度随烧结温度的升高呈现先增大后减小的趋势,在650℃时屈服强度可达57.12 MPa,平台应力可达56.8 MPa,此时Al_(3)Zr/2024Al多孔复合材料具有最佳的压缩、吸能性能。

Cu／LDPE多孔复合材料制备过程中致孔剂的溶出行为

研究了铜/低密度聚乙烯(Cu/LDPE)多孔复合材料制备过程中致孔剂(2,5-二叔丁基对苯二酚,DTB-HQ)的溶出行为。结果表明,乙酸乙酯对DTBHQ的抽提效果最佳;DTBHQ溶出速率随着抽提时间的延长而逐渐变慢,随着抽提温度的升高而加快;根据Fick扩散第一定律,确立了DTBHQ溶出速率随DTBHQ含量的变化规律。

聚乙烯醇基多孔复合材料研究进展

综述了聚乙烯醇(PVA)基多孔复合材料成型方法中乳液模板法、超临界二氧化碳法、静电纺丝法、冷冻干燥法、致孔法和相分离法等对孔结构及性能的影响。重点介绍了PVA基多孔复合材料在吸附领域的应用,详细阐述了其用于油水分离、无机盐吸附及染料吸附等方面的研究工作及最新进展,展望了通过交联改性赋予其功能化的发展趋势。