污废水中污染物去除的功能材料研究进展:元素物质-合成改性-工艺工程的尺度效应

污废水中的有机污染物、重金属离子和病毒性微生物等造成了严重的水环境污染,对人体健康和生态系统也造成严重威胁,有效控制污废水的风险成为保护环境和可持续发展的重要研究方向。环境功能材料作为一类具有污染物净化效果的辅助性手段,在降低水污染风险中展现出巨大的科技潜力。本研究探讨元素物质的选择、合成改性策略和工艺工程的优化3个尺度层面的现状与发展;以碳元素、硅元素和金属元素为例,介绍新型功能材料的特征;从溶剂热法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、化学气相沉积法、绿色合成法以及表面功能化改性讨论了合成技术策略;关于工艺工程应用方面,固定床-吸附床-流化床、电场-光场-磁场、物理-化学-生物、循环-再生-处置和协同放大效应等的产业生产/连续运行方面值得关注;在性能、经济性、环境影响和可持续性方面进行评价,强调了安全-稳定-长效-满负荷-优化的工艺工程技术应用目标。未来的环境功能材料发展应聚焦3D打印材料在污废水处理中的应用、智能工艺和智慧管理、群体感知和信息诊断以及场域效应和量子探针等技术方向的结合,在水质改善-材料功能挖掘-可持续循环发展方面提供新的技术领域。

PESA合成改性的研究进展

重点阐述了近年来聚环氧琥珀酸(PESA)的合成改性及阻垢缓蚀性能评价,并归纳了主要通过引入羧酸基、磺酸基和羟基等基团对PESA进行改性,展望了改性聚合物对未来的发展趋势。

三种改性三聚氰胺减水剂的合成与性能

在传统三聚氰胺系减水剂合成单体中,进一步分别引入共缩聚单体对氨基苯磺酸、对羟基苯甲酸或水杨酸,制得3种改性三聚氰胺减水剂。通过FT-IR表征了减水剂结构,测试了掺减水剂后水泥水化物颗粒表面的Zeta电位,并对掺减水剂的水泥净浆性能和混凝土性能做了评价。结果表明:由于3种改性三聚氰胺减水剂结构中分别引入了-OH(或-COOH)、-NH2、-SO3-基团,使其掺加后水泥水化物颗粒表面的Zeta电位具有更高的负值,以及具有较高的减水率及混凝土保坍性能。

PPV类材料的合成、改性研究进展

PPV类材料是当今材料科学研究的热点,具有合成工艺简单,光电特性好等优点。本文阐述了PPV类材料近年来的合成改性研究方法以及应用,重点介绍了侧链修饰、主链共聚、共混复合等改性方法,对比分析了各种方法的优点和不足;对PPV光电材料近年来的应用领域及前景进行了展望。

体育器械装配用胶粘剂的改性合成与性能测试研究

以聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和2,4-甲苯二异氰酸酯为原料制备了聚氨酯预聚体,将其改性后合成了体育器械用聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂,考察了聚氨酯改性环氧树脂添加量对胶粘剂体系剪切强度、拉伸强度、压缩强度、伸长率和冲击强度的影响。结果表明:预聚氨酯预聚体对环氧树脂改性成功,形成了交联网状结构。剪切强度先减小后增大,伸长率、冲击强度先增加后减小,拉伸弹性模量先增大后减小,在聚氨酯改性环氧树脂添加量为50%时拉伸弹性模量和冲击强度最大值,且具有较高的伸长率。

溶剂型木质素在高分子合成和改性中的应用

溶剂型木质素(Organosolv lignin)与传统木质素盐类相比具有反应活性基团含量高、容易提纯以及不含任何含硫杂质等优势,论文着重介绍了溶剂型木质素的制备、结构特点以及近几年来在高分子合成和改性领域的研究进展,并对其发展方向作了总结。

纳米碳酸钙合成-改性一体化工艺研究

利用连续鼓泡法在Ca（OH）2-CO2体系中合成了粒径为50～80nm的粒状、方解石型纳米碳酸钙粉体，合成过程中用硬脂酸钠及硬脂酸对纳米碳酸钙进行表面改性处理，实现了合成和表面改性一体化工艺。对合成的纳米碳酸钙改性粉体进行了活化度和吸油率的测定。结果表明．用硬脂酸钠改性的纳米碳酸钙比用硬脂酸改性的分散性、亲油性更好。

改性层状结晶二硅酸钠合成工艺研究

研究了用锂盐和溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）改性制备新型无磷洗涤助剂层状结晶二硅酸钠的方法,探讨了原料中的杂质对产品质量的影响及工艺的控制条件。最佳工艺条件：硅与CTMAB与锂物质的量比为40∶1∶2,液体硅酸钠中二氧化硅与氧化钠物质的量比为2.00±0.88,喷雾干燥后干粉含水低于12%（质量分数）,焙烧温度705-725℃,焙烧时间20-30 min,所得产品的钙离子交换能力大于370 mg/g,镁离子交换能力大于400 mg/g。实验表明,当原料满足一定的要求,控制好工艺条件,能够生产出符合要求的合格产品。

超高强改性合成纤维在机场道面混凝土中的应用研究

为了研究不同掺量的超高强改性合成（FC）纤维对道面混凝土抗折强度和抗裂性能的影响，设计了多组不同的混凝土配合比进行试验。对试验现象及结果进行对比，分析不同纤维掺量对抗折强度和抗裂性能的影响。结果表明：不同掺量的FC纤维对混凝土抗折强度略有提高，但效果不明显；当纤维掺量1—1．6kg／m3，混凝土均未产生裂缝，抗裂效果明显。

改性合成橡胶在轮胎工业中的应用

介绍了几种合成橡胶的改性在轮胎工业中的应用现状。为了提高轮胎的综合行驶性能 ,近年来国外开发出了性能良好的溶聚丁苯、Nd系顺丁、乙烯基顺丁、3,4-异戊胶、卤化丁基胶、苯乙烯 -异戊二烯 -丁二烯橡胶。

光引发的硫醇-炔点击化学反应及在材料合成与改性中的应用

介绍了光引发的硫醇-炔点击化学反应以及该反应在材料合成改性领域的应用。首先简要的回顾了硫醇-炔点击化学的发展历史并介绍了目前广泛认可的反应机理,随后重点阐述了光引发的硫醇-炔点击化学作为一种崭新的手段在材料合成与改性领域的研究进展。

芳纶纤维的合成及化学改性研究新进展

芳纶纤维的合成及化学改性是当今的研究热点,本文介绍了芳纶纤维在各领域的应用及其优异性能,详细介绍了芳纶纤维的发展现状,简要介绍了不同的结构形态的芳纶纤维,比较了芳纶纤维的各种化学改性方法,并我国芳纶纤维的工业发展前景做出了展望。

皮革涂饰技术在改性超细纤维合成革基布上的应用

采用丁二酸酐和二乙烯三胺为单体合成端氨基超支化聚合物(NH2—HBP),采用戊二醛分别将NH2—HBP和明胶水解液交联至超细纤维合成革基布上,得到改性基布。采用天然皮革的涂饰工艺对改性基布进行涂饰,对改性基布、未改性基布以及酸改性基布的涂饰效果进行对比研究。试验结果表明:改性基布的涂饰效果最佳,涂饰后基布涂层的剥离强度大幅度增强,基布的吸水性、透水汽性也大大增加,且基布的抗张强度、撕裂强度、断裂伸长率与空白基布相比无较大变化。

锂盐改性层状结晶二硅酸钠合成及应用研究

研究了用锂盐和CTMAB改性制备新型无磷洗涤助剂层状结晶二硅酸钠的方法。其最佳工艺条件:摩尔比(Si∶CTMAB∶Li=40∶1∶2),泡花碱n(SiO2)/n(Na2O)=2.00±0.05,喷雾干燥粉含水低于12%(质量分数),焙烧温度715℃、时间30min,所得产品的钙离子交换能力大于370mg/g,镁离子交换能力大于400mg/g。并将产品用XRD和FT-IR进行了初步表征,同时将其用于前配料洗衣粉中,取得了较好的洗涤效果。

羟基丙烯酸树脂的合成与改性研究

以过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)和过氧化二苯甲酰(BPO)作为引发剂,巯基乙醇(AMSD)作为相对分子质量调节剂合成了一种涂料用高固体分羟基丙烯酸树脂。研究了不同温度、不同引发剂体系对树脂黏度以及机械性能的影响。试验结果表明:TBPB用量为50份,AMSD用量为10份时,合成的羟基丙烯酸树脂黏度最低,机械性能最好;用合成的羟基丙烯酸树脂配漆,其铅笔硬度为3H、划格法附着力≤2级,耐MEK(甲乙酮)擦拭性>100次,漆膜外观平整光滑、无流痕。

一种改性植物油润滑剂的合成与应用

随着石油勘探向海上和深部地层发展,复杂的地层条件对钻井液润滑剂的润滑性、环保性、高温稳定性等提出了更严格的要求,常见的植物油润滑剂由于其高温稳定性差难以满足上述条件。针对这一问题,以2-乙基己醇、过氧化氢、2-丁醇及大分子有机物ATC-M对大豆油进行改性合成了一种新型大豆油润滑剂SPRO-E。性能评价结果表明,在钻井液体系中加入2%的SPRO-E,230℃老化后润滑系数降低率达61.8%,表明润滑剂SPRO-E可抗温230℃,具有良好的高温稳定性。通过四球摩擦试验机测得润滑剂SPRO-E的最大无卡咬负荷PB为1491N,表明其形成的油膜强度高、抗摩能力强。润滑剂SPRO-E在新疆车排子区块某井进行了现场试验,应用结果表明,加入润滑剂SPRO-E后润滑系数大幅度降低,提高了钻井时速,起到了显著的降本增效的作用。

阳离子纤维改性剂的合成及应用

介绍了阳离子纤维改性剂的研究过程及其用途 ,用此方法合成的阳离子改性剂 ,性能优越 。

高强度改性合成粗纤维在国际工程中的应用案例

高强度改性合成粗纤维可提高混凝土的韧性和耐久性,并取代钢筋网片和钢纤维,降低材料和人工成本,在国际上已有大量的工程案例,使用非常成熟,美国、澳大利亚、欧洲、日本等都有相关合成粗纤维混凝土的检测和设计标准以及第三方检测机构,但其在我国的应用并不十分广泛。本文介绍了高强度改性合成粗纤维在国际工程中的应用,其中包括工业地坪、混凝土道路、边坡稳固、隧道衬砌、矿井支护、预制管片、无渣轨道板、钢筋混凝土梁等,可为其在我国的进一步推广应用提供借鉴。

改性合成纤维混凝土弯曲及抗冲击试验

针对普通混凝土道面易开裂、使用寿命无法达到设计寿命的情况,在普通混凝土中加入合成聚丙烯纤维及聚丙烯腈纤维,以提高混凝土的抗弯拉开裂性能及冲击韧性。对改性合成聚丙烯纤维混凝土及聚丙烯腈纤维混凝土进行了四点弯曲试验,并采用自行设计的冲击试验装置进行了冲击试验及经冻融循环后冲击试验。试验结果表明:在几乎不影响抗压强度的情况下,长度20、40 mm的合成聚丙烯纤维可以显著提升混凝土的抗弯韧性和冲击次数,经冻融后合成聚丙烯纤维混凝土的冲击次数下降幅度明显低于普通混凝土;在抗弯韧性及抗冲击性能方面,改性合成聚丙烯纤维改善效果最佳,聚丙烯腈纤维次之,而长度40 mm的合成聚丙烯纤维又略强于长度20 mm的合成聚丙烯纤维;在抗弯韧性方面,掺有长度40 mm合成聚丙烯纤维混凝土相较素混凝土提升了60.09%~120.62%;未经冻融前掺有长度40 mm合成聚丙烯纤维混凝土在冲击试验中的初裂冲击次数和破坏冲击次数均为最高,相较素混凝土分别提升了114.29%~157.14%和120%~306.67%,相较于掺有长度为20 mm合成聚丙烯纤维的混凝土分别提升了5.56%~23.53%和15.15%~35.90%,相较于掺有聚丙烯腈纤维的混凝土分别提升了5.56%~13.33%和36.36%~60.66%;试验结果可为混凝土道面的建设提供参考依据。

磷酸钒锂正极材料的合成与改性研究进展

锂离子电池正极材料磷酸钒锂(LVP)具有良好的循环稳定性、较高的理论容量、较低的合成成本、较高的安全性等,是极具发展前景和竞争优势的正极候选材料。本文综述了LVP的制备方法和改性研究,既对水热合成法、高温固相法、溶胶凝胶法、冷冻干燥法和静电纺丝法等合成方法进行概括,也对纳米结构设计、金属离子掺杂和导电层包覆三个改性方法进行阐述,同时展望了在电池行业的应用。