基于功能化碳纳米管混合基质膜分离CO_(2)的研究进展及产业化应用趋势

二氧化碳(CO_(2))的排放,是导致全球气候变暖的主要原因之一。CO_(2)的捕集、利用与封存技术(CCUS),被认为是减少温室气体的有效方式。膜分离技术作为一种高选择性和低能耗,以及具有较强的可扩展性的碳捕集方法,受到越来越多研究学者的青睐。综述了近年来功能化碳纳米管复合气体分离膜的主要研究进展,详细讨论了碳纳米管的特性、功能化改性、分散形态以及外场辅助对分离膜的影响机制,总结了不同功能化碳纳米管气体分离膜的特性。功能化复合分离膜是以高分子聚合物为基体,加入功能性填料形成的混合基质膜(MMMs),而碳纳米管(CNTs)相较于其他功能性填料,在分离膜的改性强化方面具有很大优势。研究结果表明:对CNTs进行功能基团接枝,有助于提高CO_(2)在MMMs中的扩散速度;CNTs的聚合物的改性,可加速CO_(2)在膜中的传输,提高MMMs对CO_(2)的选择性及渗透性;CNTs的均匀分散,可提高MMMs对CO_(2)的分离效率;外场(磁场和静电场)可使CNTs在聚合物基体中有序排列,为CO_(2)提供有序、长程、易传递的通道,进一步提高MMMs的渗透性。本研究总结了不同形态的CNTs对分离膜的影响,对碳纳米管复合气体分离膜,特别是碳纳米管混合基质膜的未来发展趋势提出了观点;并为以CO_(2)气体分离为重点的工业化应用指明了方向。

外场辅助光催化机理及降解有机污染物研究进展

光催化技术能够利用太阳能生成自由基对有机污染物进行矿化降解,具有绿色、节能、无污染的优势,被认为是最有前景的高级氧化技术,目前研究集中于提升光催化技术的降解效率。而采用电场、超声场等外场辅助的方法能够通过提高溶液传质效率、抑制载流子复合、提高自由基产率等途径,进一步提高光催化效率。综述了电场、热场、微波场、超声场、磁场5种外场各自辅助光催化降解有机污染物的研究进展和应用现状,重点介绍了外场提升光催化降解效率的主要机理,归纳了每种外场辅助技术的优缺点,对其在应用中面临的问题进行总结,并对未来研究和发展方向进行了展望。

光催化剂改性及外场耦合光催化研究进展

介绍了光催化剂改性和外场耦合光催化技术研究进展。光催化剂改性主要围绕金属离子掺杂、非金属掺杂、半导体复合和表面修饰展开,光催化剂制备方法多样化将是今后的发展方向。揭示了超声波场、磁场、电场和微波场等外场耦合光催化反应机理,其中复合场耦合光催化技术和新型光催化反应器设计成为未来应用外场耦合光催化降解有机污染物的研究重点。

外电场极化银-钛酸钡/涤纶织物制备及其光催化性能

为降低光生载流子的二次复合,提高粉体光催化剂降解印染废水后的可回收性,利用施加外电场极化与表面沉积贵金属改性法制备银-钛酸钡(Ag-BaTiO_(3))纳米粉体,以涤纶织物为基体制备涤纶基Ag-BaTiO_(3)复合材料(Ag-BaTiO_(3)/涤纶织物)。对材料的微观结构和形貌进行表征,以活性黄X-B染料为目标降解物,评价极化前后Ag-BaTiO_(3)/涤纶织物的光催化性能。结果表明:Ag-BaTiO_(3)纳米颗粒均匀沉积在涤纶织物表面,表面沉积贵金属Ag提高了BaTiO_(3)的可见光吸收活性;经外加电场极化处理后,Ag-BaTiO_(3)的剩余极化强度由1.61μC/cm^(2)增加至4.22μC/cm^(2);Ag-BaTiO_(3)/涤纶织物对目标染料的降解率由88.36%提升至99.36%。