静电纺聚酰胺6/聚苯乙烯复合纳米纤维膜制备及其空气过滤性能

针对空气过滤纤维材料的过滤效率、阻力和使用寿命难以平衡的问题,采用多喷头静电纺丝技术,制备了不同直径、形貌纤维及不同纤维沉积顺序的聚酰胺6/聚苯乙烯(PA6/PS)复合纳米纤维膜,测试了复合膜的平均孔径及孔隙率,建立了纤维结构与过滤效率及阻力的构效关系;结合扫描电镜表征探讨了不同形貌、直径纤维的叠加次序对过滤寿命及细颗粒物沉积行为的影响,系统研究了过滤风速、细颗粒物尺寸对过滤性能的影响。结果表明:在5.33 cm/s的风速下,以多喷头静电纺丝方式制备的PA6/PS复合膜具有更好的抵抗风速变化的能力,在长期使用中阻力增加较缓慢,其具有93.13%的过滤效率,30.67 Pa的过滤阻力和0.0889 Pa-1的品质因子,综合过滤性能优于同等条件下H10等级(过滤效率>90%)的商业玻璃纤维过滤膜。

静电纺聚醚酰胺纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能

酸性腐蚀和极端高低温等恶劣的实际应用环境下,常规的静电纺纳米纤维空气过滤膜存在易变形和失效等风险.本研究以耐化学腐蚀、耐高低温的嵌段共聚物聚醚酰胺(polyether-block-amide,Pebax)为原料,通过添加曲拉通表面活性剂调控纺丝液性质,制备了新型Pebax纳米纤维空气过滤膜,并系统探究了该滤膜的特性和空气过滤性能.结果表明:该Pebax纳米纤维的平均直径为(129±31)nm,在5.3 cm/s的风速测试条件下,对0.3μm空气颗粒物(PM_(0.3))的过滤效率高达98.37%,过滤阻力为100.67 Pa;该Pebax纳米纤维膜对细颗粒物的去除以物理过滤机制为主,即使经高低温老化处理后,过滤效率仅下降1.13个百分点;耐酸性腐蚀试验进一步验证了该Pebax纳米纤维膜具有良好的过滤稳定性.该静电纺Pebax纳米纤维膜可用于化工厂、燃煤电厂等产生的高温、酸性尾气中细颗粒物的过滤去除,具有良好的应用前景.

电容去离子技术及其电极材料研究进展

介绍了电容去离子技术(CDI)的工作原理、发展历程,以及实际装置中的常见脱盐模型和CDI技术的应用现状;叙述了CDI电极材料研究发展的前沿动态,归纳了CDI技术对其所使用电极材料的性能要求。综合考虑CDI工作原理和影响因素,认为现阶段提高其脱盐效果的关键在于电极材料性能;而目前的CDI研究,在模拟盐水、材料赝电容、CDI技术应用局限性等方面还存在问题。未来CDI技术在能量回收利用、与绿色能源结合使用,或进行小型化便携式发展这些方面,将具有非常好的发展优势和前景。

船舶尾气脱硫脱硝技术研究进展

远洋船舶燃烧低品质重油所释放的尾气中,NO_x与SO_x等有害成分比例高,严重威胁海洋的生态环境和沿海居民健康。本文介绍了现有国内外船舶尾气后处理技术的分类、原理及优缺点,综述了船舶尾气脱硫、脱硝和脱硫脱硝一体化处理技术的研究进展,认为现有的大部分船舶尾气后处理技术去除污染物成分单一,不能高效地实现船舶尾气污染物的减排,研究脱硫脱硝一体化处理技术是实现船舶尾气高效治理的发展方向,但是高效低能耗的一体化处理技术目前仍然处于探索与实验阶段。通过分析脱硫脱硝一体化技术面临的瓶颈问题,指出光催化技术和低温等离子体技术近年来虽得到了巨大的发展,但因成本高且安全问题难以保证尚无法在实船应用;改性海水法则凭借处理效率高、占用船舱面积小,成本较低等优势,未来在船舶尾气综合治理方面具有良好的发展前景。

正渗透膜材料及其应用技术研究进展

简述了正渗透原理及其发展,分析了不同方法制备的正渗透膜材料的优缺点;归纳了正渗透技术在能源生产、海水淡化、废水处理、食品加工以及药物制备等领域的应用。认为正渗透技术要发展成为一种成熟的膜分离技术,并更广泛地应用于能源与环境等领域,需要在正渗透膜材料的制备方面开展更多研究,以改善膜的机械性能,提高膜水通量与盐截率,减小膜内部浓差极化,提高膜对酸碱等的耐腐蚀能力;同时,分析表明复合薄膜(TFC)是当前正渗透膜材料研究发展的主流,尤其是开发具有低结构系数的多孔支撑层已成研究热点之一。

Fe_3O_4@Au核壳纳米颗粒的制备及其形成机制探讨

目的：合成核壳结构的Fe3O4@Au多功能纳米材料,并对其形成机制进行探究。方法：通过＂layer-by-layer法＂和＂种子生长法＂,合成了直径50-100 nm的铁核金壳的复合纳米颗粒,利用SEM、HRTEM、FTIR、XRD、SQUID等一系列手段测试表征其微观结构特征和磁学特性。最后利用数学模型进行计算,探讨这种纳米复合结构的形成机制。结果：合成得到了Fe3O4@Au颗粒,其机理可能是对pH敏感的聚合物保护剂（PEI,聚乙烯亚胺）,由于其伸缩或者舒展的空间结构,导致Fe3O4-Au seed纳米颗粒聚集,并将金还原及生长于表面,最终形成Fe3O4@Au。结论：合成了核壳结构的Fe3O4@Au颗粒,这种具有核壳结构的多功能材料不仅可以应用于将来的磁性分离,而且还可以应用于生物分子的检测。

基于纳米金的汞离子传感器研究进展

综述了近年来基于纳米金的Hg2+传感器研究进展,包括比色法、荧光法、电化学法和表面增强拉曼散射(SERS)法,详述了各种传感器的机理及优缺点,并对未来的挑战和发展机遇进行了展望。

隔膜电解海水氧化耦合吸收脱硫脱硝净化船舶尾气技术

采用隔膜电解技术对海水进行改性,生成的氧化液和碱性液分别喷淋进入氧化洗涤塔和碱式吸收塔,通过耦合的二段式反应研究脱除模拟船舶尾气中NO与SO_2的性能,实验详细考察了NO与SO_2的气体流量与初始浓度、海水电解时间和氧化液有效氯浓度对SO_2和NO脱除效率的影响。结果表明:隔膜电解海水能够高效地脱除船舶尾气中的SO_2和NO;SO_2脱除效率高,在实验条件范围内几乎不受各因素的影响;NO脱除效率随NO初始浓度、海水电解时间、氧化液有效氯浓度的提升而增大,随SO_2初始浓度、气体流量的提升而减小。当气体流量为1 m^3·h^(-1),初始SO_2、NO浓度分别为600mL·m^(-3)和900 mL·m^(-3),海水电解时间为60 min,氧化液有效氯浓度为540 mg·L^(-1)时,模拟船舶尾气中SO_2和NO的去除效率可以分别达到98.6%和84.4%。

基于柔性SERS基底的快速原位检测环境污染物的方法

采用自组装方法,在新生的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜上形成有序的纳米金粒子(AuNPs)层结构,制备AuNPs/PMMA薄膜.因PMMA支撑层具有柔韧性和透光性的特点,可直接将AuNPs/PMMA薄膜置于被检测物表面,通过表面增强拉曼散射技术实现物体表面污染物的快速原位检测.相比于其它检测方法,该方法快速、简单、成本低,在环境监测、食品安全及医疗卫生等领域有着极为广泛的应用前景.

具有层级互联孔道的拒盐碳气凝胶太阳能蒸发器用于高盐废水处理

太阳能蒸发是一种可持续的高盐废水处理技术,然而运行中蒸发器表面的盐积累会严重缩短蒸发器的寿命.如何使蒸发器兼具高蒸发效率和良好拒盐性是目前面临的挑战.本研究设计了一种三维碳纳米纤维/氧化石墨烯复合气凝胶(CNF/GOA).氧化石墨烯的引入不仅增强了CNF/GOA的力学性能,同时构建了丰富的分级互连孔道结构,加快了水的传输和盐的扩散,实现了高蒸发速率和良好的拒盐性.此外,通过调控CNF/GOA的浸没深度和孔道结构,抑制了水的热传导损失,降低了水的蒸发焓,在一个太阳照射下实现了3.47 kg m^(-2)h^(−1)的蒸发速率.更重要的是,即使处理高盐水,蒸发器表面也没有产生任何盐结晶.长期实验和户外脱硫废水蒸发实验表明,CNF/GOA具有良好的实际应用前景.

铁氧化物/壳聚糖复合纳米纤维的制备及吸附五价砷研究

采用高压静电纺丝方法,制备了新型铁氧化物/壳聚糖复合纳米纤维砷吸附剂.扫描电子显微镜(SEM)观察结果显示,该纳米纤维的平均直径为(158±24)nm.X射线衍射谱图(XRD)表明,该纳米纤维为无定形结构.所制备的吸附剂在弱酸性或中性条件下对砷吸附率大于93%;吸附速率快,100 min内可达到吸附平衡;吸附剂对低浓度砷有很强的吸附亲和力,可将初始浓度为750μg·L-1的砷降低到10μg·L-1以下的安全饮用水水平;中性条件下吸附砷的最大容量为7.1 mg·g-1,吸附等温线符合Freundlich模型;有机质对吸附的影响较小;吸附剂可用低浓度Na OH洗脱再生.研究结果表明,该吸附剂制备方法简单,易分离再生,在饮用水除砷领域有较好的应用前景.

水体中硼的去除方法研究进展

硼是人体与动、植物必需的一种微量元素。然而,当水中硼浓度超过最大允许值,将对人体和部分动、植物产生严重的负面影响。硼独特的物化性质导致常规水处理方法对硼的去除效果较差。论述了各种水处理除硼方法,包括化学沉淀、吸附、离子交换、液液萃取、纳滤、反渗透、正渗透、膜蒸馏、组合工艺和其他方法;分析了各种除硼方法的分离过程、影响因素和优缺点等;展望了水处理除硼方法发展趋势,认为开发出能在中性p H条件下快速高效除硼的膜,以及具有高硼吸附量、易再生和回收硼的特效硼吸附剂是除硼水处理技术的发展方向。

碳纳米纤维气凝胶的制备及其吸油性能

先用静电纺丝-液相接收技术制备蓬松的聚丙烯腈(PAN)三维纳米纤维,然后将其进行热稳定化处理得到超轻纳米纤维气凝胶(CNFAs)。CNFAs内部是碳纳米纤维交叠形成的开孔网络,发生80%应变后能回弹到原形。用聚二甲基硅氧烷(PDMS)气相沉积疏水化处理后,CNFAs的水接触角增大到145°。研究了静电纺丝纳米纤维的原始堆积密度对CNFAs的体积收缩率、密度、吸油容量以及循环吸附量的影响,结果表明:这种气凝胶的机械性能优异。纳米纤维合适的初始堆积密度为4 mg·mL^(-1),制备出的CNFAs对油类污染物的吸附量可达到自重的185倍;用燃烧和挤压方法10次循环回收吸附饱和的CNFAs,其吸附容量仍保持稳定。

金纳米棒自组装的研究进展

金纳米棒具有独特的光电性能,其自组装形成的功能组装体能够展现出更加优异的整体协同性能,在纳米材料科学和生物医学领域中有广泛而重要的应用前景.本文从诱导自组装各种驱动作用力的角度,综述了金纳米棒自组装的最新研究进展,具体内容包括:表面张力引发的自组装、化学作用驱动如静电作用或氢键作用等引发的自组装以及生物分子识别作用引发的自组装.