温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能研究

为研究再生SBS改性沥青混合料(RAP)掺量和温拌剂种类对温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能的影响,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验分析了在RAP掺量为0,10%,30%,50%,Sasobit温拌剂掺量为3.0%和Evotherm温拌剂掺量为2.0%的温拌SBS改性再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳性能,并通过灰色关联度分析RAP掺量对两种温拌再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明,RAP的掺入可以极大地改善温拌再生沥青混合料的高温性能,但不利于其低温抗裂性能和水稳定性能。不同RAP掺量的沥青混合料对各项路用性能影响程度大小排序均为:水稳定性能<低温抗裂性能<高温稳定性能。在RAP掺量为30%时,掺入Evotherm温拌剂的再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能优于掺入Sasobit温拌剂的再生沥青混合料。

聚丙烯酰胺热分解与脱硝性能研究

选择三种不同类型聚丙烯酰胺作为高分子脱硝剂,通过热重分析、程序升温-质谱分析了三种不同类型的聚丙烯酰胺升温分解过程,同时考察其高温烟气脱硝性能。结果表明,三种不同的聚丙烯酰胺最终失重率大小为:阳离子型CPAM>非离子型NPAM>阴离子型APAM。通过程序升温-质谱检测显示,三种聚丙烯酰胺在升温分解过程中均首先发生端基酰胺基分解产生氨气,然后发生主链断裂。三种聚丙烯酰胺的热分解生成氨的表观活化能分别为CPAM 169.72 kJ/mol,APAM 246.58 kJ/mol和NPAM 210.18 kJ/mol。三种聚丙烯酰胺脱硝性能为NPAM>CPAM>APAM。脱硝活性与PAM分解产氨的速率和产氨量有关,产氨速率较慢、产氨量较高的NPAM脱硝活性较高,产氨量较低的APAM活性较差。优良的高分子脱硝剂需要较好的热稳定性以及更多分解氨的量。

三聚氰胺海绵疏水改性及在油水分离领域的研究进展

海上溢油和工业油污泄漏频发,导致水体受到严重的污染破坏。随着生态文明建设的不断推进,为使受油污染的水体得到高效的清洁保护,各种油水分离材料和方法应运而生。其中,三聚氰胺海绵具有独特的三维柔性结构以及其他优异的特性,使用不同的方法对其进行疏水改性后被广泛应用于油水分离领域。本文概述了超润湿性表面油水分离的机理,讨论了三聚氰胺海绵在油水分离领域的研究进展,总结了近几年三聚氰胺海绵疏水改性的材料与方法以及改性后的一些特殊性质,如磁性、耐腐蚀性等。同时对各种材料与方法进行了分析评价,并对疏水改性三聚氰胺海绵在油水分离领域的发展方向进行了展望,为推动低成本、高性能三聚氰胺海绵疏水改性技术在含油废水处理中的应用提供了参考。

聚氯乙烯热解动力学及热解产物组成研究

采用热重法对聚氯乙烯(PVC)塑料进行热解实验,研究其热分解特性;采用Friedman法和?kvára-?esták模型计算PVC塑料热解反应的活化能和机理函数;采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)和X射线衍射光谱(XRD)等手段分别测定热解油、热解气和热解残渣组成。实验结果表明:PVC塑料的热解反应主要分为2个阶段,第一阶段热解发生在250~390℃之间,质量损失约为65%,其平均活化能为152.58 kJ/mol,热解反应机理为二级化学反应;第二阶段热解发生在390~560℃之间,质量损失约为29%,其平均活化能为231.52 kJ/mol,热解反应机理为随机成核和随后生长模型。GC-MS结果表明:PVC塑料的热解油气组成主要包括烷烃、烯烃、含氯有机物和芳烃化合物,热解残渣主要由石墨碳组成。研究结果可为废塑料脱氯和资源化利用提供理论基础参考。

垃圾渗滤液膜滤浓缩液的减量技术研究

垃圾渗滤液膜滤浓缩液的高效处理已成为市政与环境污染治理领域的迫切需求.本研究以北京市某垃圾填埋场的渗滤液膜滤浓缩液为研究对象,采用“预处理-气隙膜蒸馏”组合工艺对其进行减量化处理.我们研究了不同组合工艺对浓缩液处理效果的影响,发现从实用性角度考虑,混凝沉淀预处理对于浓缩液的减量化过程具有最佳的运维保障效果,可将膜滤浓缩液的体积减少80%以上.合适的预处理可以显著降低膜污染的程度,提高膜蒸馏膜通量的稳定性和浓缩倍数.

PET回收料改性再生透水混凝土性能的研究

利用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)回收料制备再生透水路面材料。通过在透水混凝土中添加不同掺量PET回收料制备了再生透水混凝土并研究其性能。结果表明:掺入不同掺量PET再生骨料的再生透水混凝土表现出了较高的孔隙率与较低的密度;掺入不同掺量PET再生骨料的再生透水混凝土满足力学性能标准值,并且在PET(G)-10达到最高,抗折强度和抗压强度分别为4.03MPa和25.1MPa;掺入不同掺量PET再生骨料的再生透水混凝土的透水性能均高于标准值,拥有良好的透水性能,在保证力学性能满足标准的同时,PET(S)-30和PET(G)-50的透水系数分别为8.5mm/s和8.4mm/s。因此,掺入不同掺量PET再生骨料的再生透水混凝土具有较好的综合性能,可以满足建筑行业的使用要求。

聚苯乙烯降解菌的筛选鉴定及降解特性研究

石油基废弃塑料造成的环境污染已成为人类难以解决的问题,而现有的处理方式既耗能又容易造成二次污染。研究发现,大蜡螟幼虫肠道内存在降解塑料的细菌,可有效加快塑料的降解,分离纯化其肠道内菌株具有极高的研究价值。因此,使用生活中常见的聚苯乙烯(PS)包装盒作为唯一食物来源喂食大蜡螟幼虫,富集大蜡螟幼虫肠道内的PS降解菌;经解剖、培养、分离,最终获得4株菌株(PD-1、PD-2、PD-3和PD-4)。将各菌株接种至以PS薄膜为唯一碳源的基础盐培养基(MSM培养基)并测定了其降解率。结果表明,PD-1对PS薄膜降解率最高,为1.8%。对PD-1进行菌株形态观察、生理生化测定及系统发育树构建,鉴定PD-1为肠杆菌科克雷伯氏菌属(Klebsiella)。同时,采用紫外或硝酸对PS薄膜进行了预处理,以期提高菌株降解率。结果表明,PD-1降解硝酸预处理的PS薄膜的降解率为2.5%,而对紫外预处理的PS薄膜的降解率为0.8%,PS薄膜经硝酸预处理后更易被PD-1降解。

基于问题情境的心理学实验教学标准化

为了提高学生实验能力和科研素质,采用三层次实验教学标准化体系,改进教学方式,将验证性实验与探索性实验相结合,并实施过程管理,逐步推进教学考核标准化。采用全过程验证性实验考核,显著提升了学生实验设计、数据分析和报告写作能力,尤其是根据美国心理学会(APA)的标准撰写实验报告的能力;引入有指导的、基于问题解决情境的实验教学设计环节,通过探索性实验全过程考核,实现“以学生为中心”的实验教学体系建构。结果表明,学生科研素质与创新能力得到显著提升。

基于废弃PET的高值化功能性多孔碳材料及其应用进展

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)应用极为广泛。废弃PET在自然界中不易降解,环境污染问题日益严峻。传统的物理回收和化学回收存在产品性能不稳定、工艺复杂、设备要求高等问题。利用物理或化学的方法将废弃PET转化为性能优异、功能强大、应用面广的高附加值功能材料是解决废弃PET环境污染问题及使资源可持续发展的重要技术。本文系统地归纳了废弃PET制备高附加值功能性多孔碳材料的方法,包括直接碳化法、活化法和模板法,重点综述了基于废弃PET的多孔碳材料在环境修复、能量存储与转化、催化等领域的应用研究进展。针对目前基于废弃PET的多孔碳材料制备与应用研究中存在的问题,提出塑料废弃物的高效分类、低能耗、孔隙结构精确可控先进制备技术的研发,以及多孔碳材料构效关系机理的深入探究是实现废弃PET高值转化及工业化应用的重要研究方向。

PAA/CS/GO水凝胶的制备及其吸附性能

为了克服壳聚糖在酸性条件下不稳定的缺点,提高氧化石墨烯的分散性能,提升壳聚糖/氧化石墨烯体系对亚甲基蓝的吸附性能,利用自由基聚合和热交联法将丙烯酸(AA)引入壳聚糖(CS)/氧化石墨烯(GO)体系,制备了聚丙烯酸(PAA)/CS/GO水凝胶,并采用电子扫描电镜和傅里叶变换红外光谱对水凝胶的表面结构及化学成分进行了表征,探究了丙烯酸用量、pH值、吸附时间、染料浓度和温度对水凝胶吸附亚甲基蓝容量的影响。结果表明:PAA/CS/GO水凝胶内部成功引入了大量羧酸基团,内部充满孔洞结构并具有稳定性和极佳的吸水溶胀性能;吸附实验表明,丙烯酸剂量为12 mL时制备的PAA/CS/GO水凝胶在温度为333 K时对亚甲基蓝(MB)具有最佳吸附效果,吸附量达到了771.5 mg/g;同时该水凝胶对亚甲基蓝的吸附过程遵循拟二阶动力学模型和Freundlich等温吸附模型。吸附机理研究发现,静电作用力、氢键、共轭作用和孔隙结构是高吸附性能的主要影响作用力。

可调孔骨胶水凝胶的制备以及在治理土壤重金属污染中的应用

以骨胶为基材,戊二醛为交联剂,添加调孔剂(由水、异丙醇、异丙醇铝、硝酸组成),制备了一种可调节孔隙大小的三维网络结构水凝胶。考察了调孔剂含量为1%、2%、3%时,水凝胶对重金属离子(Cr_(2)O_(7)^(2-)、Ni^(2+)、Cu^(2+))的吸附性能。结果表明:当调孔剂含量为2%时,水凝胶吸附性能最好,对Cr_(2)O_(7)^(2-)、Ni^(2+)和Cu^(2+)最大吸附平衡浓度分别为276mg/g、321mg/g和218mg/g;吸附动力学拟合和吸附等温模型拟合表明,水凝胶对Cr_(2)O_(7)^(2-)的吸附过程符合伪二级动力学模型,属于单层化学吸附;对Ni^(2+)和Cu^(2+)的吸附过程符合伪一级动力学模型,属于单层物理吸附。

共价有机框架材料的制备及对染料吸附性能的研究

利用溶剂热法合成了一种二维的共价有机框架(DMTP-TAPB COF)材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对合成材料的结构、形貌和性能进行了详细的研究。然后研究了制备的共价有机框架材料对于靛蓝胭脂红染料(IC)的吸附能力,考察了不同吸附时间、不同p H和不同靛蓝胭脂红的初始浓度对吸附性能的影响。实验结果表明,制备的二维共价有机框架材料具有良好的结晶度和均匀的形貌。同时,DMTP-TAPB COF对靛蓝胭脂红具有较高的吸附能力(330.5 mg/g)和移除效率(84.5%),吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir吸附模型。该研究表明共价有机框架材料作为污染物的吸附剂具有广阔的应用前景。

聚氨酯材料醇解法回收及高值化应用进展

总结了醇解法回收聚氨酯(PU)材料中醇解剂、催化剂、醇解温度等因素对再生多元醇的影响,并结合近年该领域研究现状,综述了醇解法回收PU材料的新技术及醇解产物的高值化应用,展望了醇解法回收PU发展方向,为废旧PU材料的资源化利用提供参考和启发。

木质素基复合材料吸附重金属离子的研究

以葡萄糖水热炭化为碳源,木质素磺酸钠为原料,制备了木质素基吸附剂。采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、热重分析等手段对样品进行了分析和测定。采用木质素基吸附剂对重金属离子进行了吸附研究,讨论了多个因素对吸附的影响。研究了相应的吸附机理,如拟一级动力学、拟二级动力学、Langmuir吸附等温线、Freundlich吸附等温线。通过吸附研究,木质素基吸附剂对铅离子吸附容量为286mg/g,同时吸附过程遵循拟二级动力学和Freundlich吸附等温线模型。

聚丙烯酰胺的制备与应用

以丙烯酰胺为核心单体,在配位剂、分散剂、交联剂或偶联剂存在下,引发并催化制备聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺具有活性酰基和其他分子结构。通过乳化、絮凝、复合交联等方法可以提高聚丙烯酰胺的应用性能。聚丙烯酰胺被称为“百业助剂”和“万能产品”,广泛应用于增稠、稳定胶体、减阻、粘接、成膜、生物医学材料等方面。简介了近年来离子型聚丙烯酰胺的几种制备方法,阐述了聚丙烯酰胺在石油开采、造纸加固、工业水处理、土壤改良、纺织印染、矿产利用等方面的开发应用最新进展。

二维MOF-5/PVDF复合膜的制备及其在重金属离子Cu^(2+)吸附中的应用

采用非溶剂诱导相分离法制备二维MOF-5/聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜,然后将其用于吸附重金属离子Cu^(2+)。分析MOF-5的形貌、结构和晶型,优化MOF-5/PVDF复合膜的制备工艺参数,并探究最优性能复合膜的可重复使用性能。结果表明:制备的二维MOF-5大小均一、呈明显的薄片状;当MOF-5含量为8%与10%时,复合膜表现出良好的Cu^(2+)去除能力;经过7次循环试验后,复合膜依旧能够保持较好的吸附性能,表现出良好的可重复使用性能。制备了对铜离子具有良好吸附性能的二维MOF-5/PVDF复合膜,并实现了膜的可重复使用。

基于Cr(Ⅵ)/Cr(Ⅲ)价态转化的铬废水治理技术研究

将微纳米聚吡咯(PPy)分散在生物质凝胶体系中,构建光敏感的凝胶复合材料,利用PPy的光还原特性及Cr(Ⅵ)/Cr(Ⅲ)的价态转化,在凝胶材料内部实现Cr(Ⅵ)的吸附-光还原-固化-再吸附的循环富集过程,最终形成富集态的铬团簇。结果表明,相较于其他生物质,壳聚糖(CS)与PPy的复合能够有效吸附Cr(Ⅵ),壳聚糖的脱乙酰度越高吸附能力越强,最佳吸附条件为:50 mL浓度50 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,吸附剂用量1.0 g,温度36℃,pH 3.3。SEM、UV-Vis光谱、红外光谱和X射线光电子能谱表征证实,CS与PPy可有效复合,复合材料具有宽泛的光吸收能力,吸附的Cr(Ⅵ)可光催化还原为Cr(Ⅲ),并可利用Cr的价态转化,进一步吸附Cr(Ⅵ),实现Cr团簇体的形成。

纤维素气凝胶的开发及其在染料吸附领域的应用

现代印刷工业产生的大量印染废水,如果直接排放,将严重破坏生态环境并威胁人体健康。在诸多解决污染的方法中,吸附法由于其操作简便、成本低廉以及无二次污染的绿色环保特性,备受研究者关注。纤维素气凝胶以其大的比表面积、高孔隙率、出色的生物相容性,以及可再生和可降解等特性,成为吸附领域的研究焦点。本文介绍了纤维素气凝胶的制备及改性方法(如疏水改性、化学改性),重点探讨了纤维素气凝胶在染料吸附领域的应用研究进展,并对纤维素气凝胶的发展前景进行了展望。

MOFs/PEI混合基质膜的制备及CO_(2)分离性能研究

二氧化碳的分离和捕获对可持续发展具有重要意义。聚醚酰亚胺(PEI)具有优异的耐溶剂、耐高温、选择性高等优势,然而CO_(2)渗透性能低成为限制其进一步发展的关键瓶颈。通过引入2种三维MOFs颗粒[UIO-66和MIL^(-1)01(Cr)]及2种二维MOFs纳米片[CuBDC和Zn2(bim)4]制备了4种MOFs/PEI混合基质膜(MMMs),对膜的物理化学性质及CO_(2)分离性能展开深入研究。结果表明MOFs的引入大幅提高了PEI膜的CO_(2)扩散系数及分离性能,并改善了PEI膜的抗CO_(2)塑化性能。同时,相比三维MOFs颗粒,二维CuBDC纳米片与PEI表现出更高的相容性,其填料含量为20%时MMMs的CO_(2)渗透通量相比纯PEI膜提高了3.5倍,其CO_(2)/CH4选择性提高了2.2倍。以二维MOFs纳米片为功能性填料制备混合基质膜用于CO_(2)分离是一种有效的策略。

石油基塑料的昆虫降解研究进展

综述了目前可取食塑料的昆虫种类,及取食塑料的类型,并对常见的3种昆虫,黄粉虫、大麦虫和大蜡螟幼虫取食不同塑料的能力进行了详细阐述,同时对其肠道微生物多样性以及昆虫取食塑料后的自身生长状况进行了比较分析。以期有关昆虫对塑料的降解能力能够被合理利用,并实际应用于解决全球废弃塑料污染问题。