杂环芳纶基气凝胶纤维的制备与性能研究

以5(6)-氨基-2-(4-氨基苯)苯并咪唑(PABZ)、对苯二甲酰氯(TPC)为原料合成含有咪唑基团的杂环芳纶聚合物(PABI),然后以PABI/金属钴离子(Co^(2+))溶液作为纺丝液,质量比为955的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/过氧化氢(H_(2)O_(2))混合溶液作为凝固浴,通过氧化还原湿法纺丝和冷冻干燥制得PABI基气凝胶纤维,研究了不同固含量(以质量分数计)的PABI/Co^(2+)纺丝液制备的气凝胶纤维的化学结构、微观形貌、比表面积和孔结构、力学性能、热稳定性。结果表明:PABI和Co^(2+)之间的弱配位相互作用使纺丝溶液具有良好的流动性和可纺性,能快速均匀地氧化成具有均匀三维交联网络结构的纤维,且网络结构比较密实;当纺丝液中咪唑基团/Co^(2+)摩尔比为7:1时,PABI/Co^(2+)纺丝液的损耗模量和储能模量均较大,可提供较佳的交联点密度,以保持气凝胶纤维均匀的介孔结构和高的强度;当PABI/Co^(2+)纺丝液固含量为6%时,制备得到的气凝胶纤维的比表面积为127.51 m^(2)/g,孔隙率为81.41%,拉伸强度为(11.19±0.47)MPa,具有较高的孔隙率、比表面积及良好的力学性能;气凝胶纤维的最大热分解温度为554.58℃,与PABI接近,且热分解残碳含量高于PABI,具有较好的热稳定性。

氧化还原功能纤维的研究──含醇胺基纤维的制备及其与Au^（3＋）的氧化还原吸附反应

用二乙醇胺、乙醇胺及三乙醇胺与反应性氯甲基化纤维进行胺化反应，得到的功能纤维Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的含氮量分别为２．２６、２．７１和１．８６ｍｍｏ１／ｇ．吸附实验结果表明，纤维Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对Ａｕ^（３＋）的最大吸附量分别为５５０、６２０、４０９ｍｇ／ｇ，且能将部分吸附态Ａｕ^（３＋）还原成单质金．通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱以及光电子能谱证实纤维中与氮原子相邻的羟基碳原子先被氧化成了羰基而氮原子未被氧化．

流态化强化功能纤维回收贵金属过程的传质传热

针对氧化还原功能纤维回收贵金属过程为扩散、传质控制的事实，提出用传质传热速率高的流态化技术强化该过程。初步考察了流态化强化功能纤维回收贵金属的过程机制，阐述了功能纤维流态化过程系统的特点。在此基础上，研究分析了该过程系统的传质和传热行为，并建立了相关的数学模型，为该过程实际应用提供依据。

活性炭纤维吸附钯的基本特征

用原子吸收分光光度计、X射线衍射等手段，研究了粘胶基活性炭纤维（VACF）对Pd2的吸附结果表明：活性炭纤维不但能吸附较多的Pd2，而且能与Pd2发生氧化还原反应，吸附了Pd2的活性碳纤维上出现金属或颗粒。

活性碳纤维的氧化还原动力学研究

本文主要针对ACF 与Au^(3+)的氧化还原体系,研究了不同品种ACF 的反应动力学特征以及制备工艺、氧化还原反应条件等与反应动力学的关系。结果表明,ACF与Au_-^(3+)的氧化还原反应动力学曲线可分为三个阶段,第一阶段反应液浓度线性迅速下降,第二阶段浓度与时间按一定函数关系变化,第三阶段反应基本上匀速进行。ACF 与Au_-^(3+)的反应速度虽比物理吸附慢,但反应2h 也已达～0.9的还原容量。ACF的制备工艺、反应液起始浓度对动力学规律影响不大。但反应液酸度增大,第二、第三阶段反应速度下降,反应温度上升,反应速度显著上升,反应温度变化还改变了第二阶段反应对Au_-^(3+)的级数。ACF 与Au_-^(3+)的氧化还原反应速度是多种活性中心同时起作用的结果。

活性炭纤维表面结构及其吸附银机理研究

用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）等分析方法对剑麻基碳化纤维、磷酸化学活化纤维及其热处理纤维吸附Ａｇ＋前后的表面结构进行了研究，结果表明：活性炭纤维的氧化还原吸附性能不与其比表面积成正比，而受表面官能团影响很大，且还原吸附的纳米银与纤维的界面间除相互的物理作用外，还有Ａｇ－Ｏ－Ｃ配位键合存在；纤维还原能力强，但负载的纳米银与载体纤维之间的相互作用力并不一定大，而活化作用使纤维表面的Ｏ物种利于Ａｇ的成核和成键，促进Ａｇ－Ｏ－Ｃ的形成，使负载上的纳米银较稳定。

还原产物在活性碳纤维上的形态及分布

本工作采用扫描电子显微镜和扫描电镜上的X 射线能量谱仪附件对不同还原产物在各种ACF 表面的形态、ACF 的形貌以及还原产物在ACF 径向的分布进行研究,其结果不仅有助于对ACF 结构和氧化还原反应历程的认识,而且对于选择和控制应用工艺条件,以获得最佳的技术和经济效益也有一定指导意义。

吸附条件对活性碳纤维氧化还原吸附钯的影响

研究了吸附条件对粘胶基活性碳纤维VACF氧化还原吸附Pd2+的影响结果表明Pd2+的初始浓度、固／液比、吸附液的pH值，以及吸附温度都明显影响VACF吸附Pd2+的数量.用NaOH或NaAc来调节pH值，会出现一个吸附量最大的最佳pH值；而用NH3·H2O来调节pH值，则只能发生物理吸附.

氧化还原活性碳纤维的研究进展

就氧化还原碳纤维的制备及其结构、影响氧化还原容量的因素、氧化还原机理等方面进行了综述 ,并做了研究前景展望。

棉纤维-甲基丙烯酸丁酯的合成工艺

研究以甲基丙烯酸丁酯(BMA)为单体,以H2O2-Fe2+为引发剂对棉纤维接枝的工艺。接枝产品的SEM表征证明此工艺可以使BMA接枝到棉纤维上。采用正交试验来确定各试验因素对接枝效果的影响,数据分析显示:时间、FeSO4、温度三因素对接枝效果的影响作用较大,而BMA、PVA、H2O2对接枝效果的影响作用则较小。经试验分析和实际验证后确定棉纤维接枝BMA的最佳工艺条件为:在预处理工艺一定时,各试验因素分别取80min、0.05g、40℃、2mL、0.35g、1mL。

亚甲基蓝和Ag^+在活性炭纤维上的共吸附

研究了水蒸汽活化和化学活化两类活性炭纤维（ACF）对水溶液中单组分亚甲基蓝和Ag（NH3）2+以及两者并存时的吸附特征．ACF对水溶液中亚甲基益的吸附量主要取决于其表面积和孔分布．ACF对Ag＋的还原—吸附能力则主要取决其表面的化学性质．相同条件下，化学活化的ACF对银离子的还原吸附量（300mg·g-1）比尔蒸汽活化的ACF的还原—吸附量（100mg·g-1）高．溶液中亚甲基益的存在显著改变了水蒸汽活化ACF对银离子的还原—吸附能力，使其对水中银离子的还原吸附量达600mg·g－1以上．

氧化还原功能纤维的研究──Ⅶ．含正丙胺基吸附剂的制备及其对Au^（3＋）的吸附性能

以氯甲基化纤维、聚乙烯醇（ＰＶＡ）接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（ＧＭＡ）_一缩二乙二醇丙烯酸双酯（ＤＧＡ）纤维：氯球三种反应性基体，合成了含氮量分别为２．３４，２．９４，１．６１ｍｍｏｌ／ｇ的含正丙胺基吸附剂。结果表明：该类吸附剂在高酸度（ｐＨ＜１．５）及低酸度（ｐＨ＞３．５）对Ａｕ^（３＋）都有较高的吸附量，而在ｐＨ１．５～３．０的吸附量较小甚至为零；且该类吸附剂在低酸度（ｐＨ＞２．５）对Ａｕ^（３＋）有还原作用，随溶液离子强度升高，吸附剂对Ａｕ^（３＋）的吸附量下降。吸附动力学实验结果表明：含正丙胺基吸附剂在ｐＨ４．０对Ａｕ^（３＋）的吸附速度很慢，７２ｈ后仍未达到饱和吸附。在扫描电子显微镜下观察到吸附态金聚集成粒状。

氧化还原功能纤维的研究 Ⅷ．含正丙胺基吸附剂与Au^（3＋）的氧化还原反应机理

通过元素分析、红外光谱分析、光电子能谱分析以及扫描电子显微镜分析等手段，证实含正丙胺基吸附剂与Ａｕ３＋的氧化还原反应过程中，氮原子邻近的羟基碳或Ｃ－Ｈ键被氧化，而氮原子并未参与氧化还原反应；吸附态Ａｕ（３＋）最终部分被还原成单质金；在非水介质中吸附在吸附剂上的金聚集成颗粒状。

氧化还原功能纤维的研究(IV)——含醇胺基功能纤维对Au^(3+)的氧化还原反应机理

通过元素分析、红外光谱、广角Ｘ－射线衍射、核磁共振波谱及光电子能谱等分析手段证实含醇胺基功纤维与Ａｕ３＋的氧化还原反应过程中，约有３３％的吸附态金被还原成单质，纤维上约有５．７％Ｃ＝Ｏ键形成，而氮原子未被氧化．即纤维上氮原子附近的羟基碳原子先被氧化生成了羰基．同时以氯甲基化纤维为基体的三甲胺基纤维对Ａｕ３＋无还原作用。

氧化还原功能纤维的研究（Ⅲ）──含醇胺基纤维的制备及其对Au^（3＋）的吸附性能

用二乙醇胺、乙醇胺及三乙醇胺与反应性氯甲基化纤维进行胺化反应，得到含氮量分别为２．２６、２．７１、１．８６ｍｍｏｌ／ｇ的功能纤维（编号依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）．静态吸附实验结果表明，纤维Ⅰ在ｐＨ＝２．５对Ａｎ３＋的吸附量达最大（５５０ｍｇ／ｇ），纤维Ⅱ和Ⅲ在ｐＨ＝２．０对Ａｎ３＋的吸附量分别为６２０和４０９ｍｇ／ｇ它们都能将部分吸附态Ａｎ３＋还原成单质．纤维Ⅰ对吸附态Ａｎ３＋的还原百分率随ｐＨ值的升高而提高，ｐＨ。５．０时达８７％．ｐＨ＝２．０时纤维Ⅱ和Ⅲ对Ａｎ３＋的还原百分率达１００％；纤维Ⅰ、Ⅱ对Ａｎ３＋的吸附量随溶液温度升高而提高，另外，随溶液离子强度升高纤维Ⅰ对Ａｎ３＋的吸附量减小；在非水介质中，纤维Ⅰ、Ⅱ对Ａｕ３＋的吸附量比在水中小，但也能将部分吸附态金属离子还原成单质．吸附动力学实验结果表明，纤维Ⅰ对Ａｕ３＋的吸附在５０ｍｉｎ可达饱和吸附量的一半（即ｔ１／２＝５０ｍｉｎ）．用扫描电子显微镜观察到吸附在纤维Ⅰ上的金聚集成粒状．

液流电池用PAN碳毡材料的改性

液流电池是实现可再生能源大规模应用的新型绿色二次电池,其中电极材料的性能对于液流电池的实际应用具有重要意义。聚丙烯腈基(PAN)碳毡是液流电池的首选电极材料,为了进一步提高PAN碳毡电极材料的亲水性和电化学活性,近些年有关PAN碳毡的改性研究成为了热点。介绍了液流电池的工作原理及其电极材料,着重介绍了液流电池用改性PAN碳毡电极材料的研究现状,并展望了制备PAN碳毡电极材料的发展趋势。

活性炭纤维的制备及其液相吸附研究——对水溶液中有机物和银的吸附特性

活性炭纤维()是种高效而又用途广泛的吸ACF 1 附材料,在环保、食品、化工等领域得到广泛的应用。目前,提高的制备得率,阐明吸附与结构的本质 ACF ACF 关系,开拓的应用新领域,仍然是人们致力研究而 ACF 又未能很好解决的问题。本论文围绕的制备及其液 ACF 相吸附性能,特别是对水中有机物的吸附性能和对银离子的还原吸附特征及其吸附机理,开展了一些基础性研究工作。论文主要包括如下部分内容: 3 的制备及其结构表征1 ACF主要采用水蒸汽活化法,并通过前处理及后期氧化改性制备了一系列。系统地研究了碳化-活化温度或时 ACF间对的孔结构和化学结构的影响,并用多种方法, ACF 包括基于低温氮吸附的-法、α DRs-法、-法等孔结构t的评价方法,-射线衍射、红外光谱以及-射线光电X X子能谱等分析技术系统地表征和比较了这些的结 ACF 构。揭示了制备的动力学规律,并提出相应的机 ACF 理。碳化-活化反应是一个对碳为一级反应的过程,该反应需要克服一定的活化能。纤维在碳化过程中形成类石墨微晶的同时,也形成了孔的雏形;而活化过程则使石墨微晶被不断蚀刻和破坏,并在已形成的孔结构的基础上使孔不断扩大。因此,控制碳化反应的最后温度,对于控制 的孔发育,具有与控制其它活化条件同等重要的作ACF 用。同时。

氧化还原活性碳纤维的研究概况

本文就氧化还原活性碳纤维的制备及其结构、影响氧化还原容量的因素、氧化还原机理等方面进行了综述,并做了研究前景展望。

偕胺肟基纤维对金离子选择吸附性能研究

在试验基础上测试了偕胺肟基纤维在双组分和多组分体系中对Au3+的选择吸附效果,即偕胺肟基纤维表现出了极佳的选择吸附性能。从离子交换和螯合吸附的角度,根据偕胺肟基纤维本身的交联结构和最大氰基转化特点以及金离子本身的结构特点对其高选择吸附性能进行了解析。以红外光谱和X射线衍射等表征方法对吸附反应机理进行了探讨,发现偕胺肟基纤维对Au3+吸附为先螯合吸附然后氧化还原的过程。以反应机理结合偕胺肟基纤维的吸附动力学性能推测这种吸附反应特殊性也决定了偕胺肟基纤维的高吸附性能。

羊毛甲基丙烯酸丁酯氧化-还原接枝共聚探讨

文章研究探讨了以水为介质,以过硫酸铵和亚硫酸氢钠为氧化-还原引发剂来研究羊毛与甲基丙烯酸丁酯的接枝共聚反应,以及各种工艺因素对接枝效果的影响,并对接枝羊毛纤维的部分性能进行了研究。