基于响应面优化的常压等离子体技术处理模拟染料废水

近年来,常压等离子体技术在水处理领域得到快速发展,具有较好的应用前景,但工业化应用还需降低运行能耗、提高处理效率。以结构复杂、性质稳定的亚甲基蓝模拟染料废水作为实验研究对象,采用易于工业化推广的常压条件下空气介质阻挡放电水处理反应器。研究放电电压、空气体积流量、初始浓度、初始pH值、初始电导率对亚甲基蓝废水处理效果的影响,定量分析·OH在介质阻挡放电反应器处理亚甲基蓝废水过程中的贡献。采用Box-Behnken响应面法,得到系统的最佳运行参数:初始pH值为4、放电电压为13 kV、初始浓度为100 mg/L。结果表明:该装置可以有效处理亚甲基蓝废水,且在最优条件下放电15 min,亚甲基蓝(MB)降解率为95.39%,能量效率为14.87 g/kWh,反应速率为常数0.2026 min^(-1),溶液COD值降低了62.63%,色度变化也较为明显,说明该装置可以工业化应用于有机染料废水的处理。

常温常压等离子体诱变选育安普霉素高产菌株

安普霉素作为一种广谱兽用抗生素,对多种革兰氏阴性菌、阳性菌和某些支原体具有较好的抗菌作用。本论文利用常温常压等离子体(ARTP)技术结合抗性筛选方法,对安普霉素产生菌黑暗链霉菌进行诱变选育,以期得到高产菌株。以AP-520为出发菌,进行ARTP诱变处理,ARTP最佳诱变时间是70 s,处理后的菌液在潮霉素平板上进行抗性筛选,单菌落经过48孔板大量筛选后再进行摇瓶初筛和复筛,共进行8轮筛选试验,得到一株高产菌株AP-6023,摇瓶效价达到11444 U·ml-1,较对照提高29%,经过10次传代培养后仍能保持产抗能力,30 L发酵罐效价为10920 U·ml-1,较对照提高23%。突变株AP-6023的获得,大大提高了安普霉素的生产水平,证实了ARTP诱变技术的有效性,试验方法为其它工业微生物的育种提供了解决思路。

常压等离子体处理对羊毛结构性能的影响

常压低温等离子体设备是一种在纺织行业中具有较大推广价值的设备,低温等离子体技术是一种改善天然纤维表面性能的有效方法。运用中科院光电研究院自行研制的准辉光介质阻挡放电常压低温等离子体设备对羊毛纤维进行了处理。文章对等离子体放电过程中,不同反应气氛、处理时间等条件进行了较为系统的实验,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、XPS光电子能谱仪等设备对等离子体处理后羊毛纤维的结构与性能进行了细致的研究。实验结果表明:经不同气氛条件的等离子体处理后,羊毛纤维表面发生了不同程度的物理与化学刻蚀作用。

常压等离子体表面改性涤纶织物

通常真空环境下的低温等离子体被用来对涤纶织物表面改性,为了更为有效、批量地改性涤纶织物,自行研制常压介质阻挡放电连续处理装置,在不同气体(Ar,N2-Ar,O2-Ar)环境下分别对涤纶进行表面改性处理。测试了接触角、毛细效应、衰减时间和色差值,并拍摄了扫描电镜照片。结果表明,经常压低温等离子体处理的涤纶织物,其染色性能、表面润湿性能和抗静电性能都得到改善。

大气常压等离子射流清洗溶胶-凝胶SiO_2膜表面油脂污染物

采用大气常压等离子射流技术对溶胶-凝胶SiO2膜表面的油脂污染物进行清洗。利用分光光度计、扫描电子显微镜、红外光谱仪对溶胶-凝胶SiO2膜透过率、表面形貌、化学结构进行表征,并分析清洗前后溶胶-凝胶SiO2膜的激光损伤阈值变化。损伤阈值测试表明,1064nm波长的激光损伤阈值由污染后的16.08J/cm2上升到24.41J/cm2,与污染前24.72J/cm2的损伤阈值相当。同时还获取清洗的最佳时间为10s。清洗前后,溶胶-凝胶SiO2膜保持完好,且未产生新的有机污染物。研究结果表明:大气常压等离子射流技术可对溶胶-凝胶SiO2膜表面的油脂污染物进行有效地清洗,从而提高溶胶-凝胶SiO2膜的透过率和激光损伤阈值,为高功率激光装置的稳定运行提供保障。

常压等离子体处理对羊毛纤维表面性能的影响

随着人们环保意识的提高,等离子体技术以其高效和对环境友好的特点受到关注。采用常压低温等离子体对羊毛纤维进行处理,运用扫描电镜和单纤维动态接触角张力仪对常压低温等离子体处理前后羊毛纤维表面形态和润湿性进行表征,讨论了不同处理时间对羊毛纤维表面性能的影响。结果表明:经常压等离子体处理后,羊毛纤维表面发生了刻蚀作用,纤维的润湿性得到改善;随着处理时间的延长,刻蚀作用逐渐加强,纤维的润湿性显著提高。

常压等离子体对羊毛织物抗静电性能的影响

随着人类环境保护意识的提升,等离子体技术以其方便快捷和对环境友好的特点受到人们广泛关注。文章采用常压等离子体对羊毛织物表面进行预处理,重点探究了输入电压、极板间距、处理时间对羊毛织物抗静电性能的影响。分析结果表明:等离子体预处理对羊毛织物抗静电性能有较好的改善,输入电压对羊毛织物抗静电性能影响最大,极板间距次之,处理时间影响最小。羊毛织物抗静电性能最佳工艺条件为:输入电压12 kV,极板间距2 mm,处理时间8 min。

常压等离子体处理对锦纶6纤维性能的影响

针对等离子体处理改善纤维材料性能的问题,通过显微镜表征染料在纤维横截面的扩散,探索常压等离子射流处理对锦纶6纤维性能的影响。采用DCA322动态接触角仪测得纤维的前进角和后退角分别降低10°～20°和20°～30°。通过普通、荧光和激光扫描共焦3种显微镜观察发现,染料在纤维横截面的扩散增加,从而证明常压等离子体射流处理改善了锦纶6纤维的吸湿和染色性能。扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析结果表明,常压等离子体射流处理使纤维表面变得粗糙,并在纤维表面引入极性基团,有利于纤维吸湿和染色性能的提高。

常压等离子体表面亲水化改性聚丙烯薄膜

采用常压等离子体表面处理聚丙烯薄膜,通过接触角考察氩气、氧气及处理时间、放电电压对聚丙烯表面亲水性的影响。同时比较不同条件下处理的聚丙烯薄膜接触角憎水性恢复现象。研究发现:聚丙烯薄膜表面经常压等离子体处理后,接触角显著下降,氧气较氩气条件下更低;随放电电压增高,处理时间延长,接触角呈下降趋势,最终稳定于一极小值;在氧气氛围中处理时间的延长有利于减轻接触角恢复程度,从而可获得较高的、稳定的亲水性聚丙烯薄膜。结果表明:常压等离子体是聚合物表面亲水化改性的简单有效的处理技术。

常压等离子体处理芳砜纶的结构与性能研究

分别采用氦气和氦气/氧气对芳砜纶进行常压等离子体处理。采用滴水吸收实验测定处理前后纤维表面的润湿性,利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析处理前后纤维表面形态和化学成分的变化。结果表明:经常压等离子体处理后芳砜纶表面粗糙度增加,纤维表面碳元素含量下降,羟基、羧基等含氧或氮的极性基团增加,芳砜纶纱线的润湿性能提高,纱线强度没有明显变化,氦气/氧气等离子体处理比氦气等离子体处理效果更好。

常压等离子体处理羊毛织物的数码印花阳离子型反应性聚氨酯固色剂的合成及应用

为了改善羊毛织物的数码印花性能，采用介质阻挡放电（DBD）常压等离子体对羊毛织物进行表面改性。运用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）、视频光学接触角测量仪等表征手段，考察了等离子体处理对羊毛织物表观微形貌、化学组成、润湿性、白度、强力、手感及其数码印花性能的影响。研究结果表明：经常压等离子体处理后，羊毛纤维鳞片层被刻蚀和氧化降解；碳元素含量下降，氧元素含量显著增加，硫元素含量变化不大；织物白度无显著变化，润湿性能改善，断裂强力有所提高，使羊毛织物的印花性能明显改善。黑色和红色喷墨印花墨水在织物上的K／S值分别提高了77％和43％，且其干、湿摩擦牢度分别可达4级和3级以上，皂洗牢度可达4—5级，织物印花图案轮廓清晰，无明显渗化现象。

常压等离子体退除PVA浆料机理探讨

通过常压等离子体处理进行PVA失重、PVA浆料在水中溶解率的变化、等离子体处理与常规H2O2退浆比较分析以及PVA薄膜的XPS和FT-IR分析,讨论常压等离子体对PVA作用的机理。结果表明,常压等离子体作用使部分PVA大分子氧化成小分子如CO2、H2O而直接消失在空气中,另一部分PVA大分子被氧化降解成分子链较短的分子,提高了其在水中的溶胀、溶解性。

新型常压等离子体源及在血液过滤材料表面改性中的应用研究

通过设备和工艺的设计和优化 ,在大气压下获得了均一、稳定的等离子体源。并应用它对PBT熔喷非织造布表面改性 ,讨论了处理时间、极板间距、放电气体等因素对改性效果的影响及改性效果的时效。结果表明 :改性后材料的润湿性明显改善 ,时效优良。该设备工艺相对其他材料表面改性方法有显著优点 ,非常具有推广价值。

常压等离子射流处理对羊毛织物正反面吸湿性的影响

文章研究了常压等离子射流处理对羊毛织物正反面吸湿性的影响。羊毛织物经氦气常压等离子射流处理后,测定未处理织物和处理织物正反面完全吸收水滴的时间,通过比较织物对水滴吸收时间来研究常压等离子射流对织物正反面的处理效果,阐述了在常压等离子射流处理羊毛织物过程中,功率、处理时间和气体温度对等离子体刻蚀在织物中渗透性的影响。

常压等离子体改善合成纤维吸湿性的研究

用氦气作为等离子体的气体源、对涤纶、锦纶6、高强度聚乙烯纤维,Twaron 1000芳纶4种合成纤维进行常压等离子体处理,改善纤维的吸湿性能。结果表明:常压等离子体处理,对涤纶和锦纶6的表面有一定的刻蚀作用,但对高强度聚乙烯纤维、Twaron 1000芳纶的表面没有明显影响;经常压等离子体处理后,合成纤维表面氧、氮有所增加,吸湿性能得到提高,强度没有显著变化。

常压等离子体改善高性能纤维粘结性的研究

以氦气为载气,氧气为反应气体,对高强度聚乙烯和Twaron 1000芳纶两种高性能纤维进行常压等离子体处理,来改善纤维的粘结性能;采用单纤维抽拔实验测定等离子体处理前后纤维与环氧树脂之间的界面剪切力;利用原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析等离子体处理前后纤维表面形态和化学成分的变化。结果表明:高强度聚乙烯纤维和芳纶经常压等离子体处理后,纤维表面粗糙度增加,纤维表面碳元素含量下降,羟基、羧基等含氧或氮的极性基团增加,纤维粘结性能得到提高,但其强度无明显变化。

常压等离子射流处理对羊毛织物正反面染色性的影响

研究常压等离子射流处理对羊毛织物正反面染色性的影响,从而探索常压等离子射流刻蚀在织物中的渗透性。测定氦气常压等离子射流处理前后羊毛织物正反面染色性能,即通过比较染色后织物的K/S值来分析常压等离子射流处理工艺参数对织物正反面处理效果的影响。研究在常压等离子射流处理织物过程中,处理时间、喷头与基体间距离以及基体运行速度对常压等离子射流刻蚀在织物中渗透性的影响。结果表明,处理时间和喷头与基体间距离影响等离子射流刻蚀在织物中的渗透性,而基体移动速度对其无显著影响。

氦气/氧气常压等离子射流处理对羊毛织物性能的影响

以氦气和氧气分别为载体和反应气体,对羊毛织物进行常压等离子射流处理。测定处理前后羊毛织物的润湿时间和表观色深K/S值,利用SEM和FTIR分析等离子体处理前后纤维表面形态和化学成分的变化。结果表明:羊毛织物经常压等离子射流处理后,纤维表面鳞片受到不同程度的破坏且粗糙度增加,纤维表面羟基等极性基团有所增加,从而使织物吸湿性和染色性得到显著改善。

纳米多孔硅基薄膜的常压等离子体化学气相沉积过程研究

采用常压等离子体化学气相沉积(APECVD)的方法制备了带有新颖结构和特殊蓝紫光(400nm左右)发光特性的硅基薄膜.通过在自行研制的等离子体反应装置中通入按100∶1∶1的体积比进行配比的SiH4∶H2∶Ar混合气体进行APECVD,在加负偏压条件下获得了由Si基组成的絮状多孔纳米结构薄膜.通过等离子体发射光谱测定了沉积过程中的电子温度在2.2eV左右,扫描电子显微镜(SEM)观测薄膜表面形貌后肯定了偏压对薄膜纳米结构的形成起着重要的作用.

常压等离子体化学气相沉积制备UHMWPE/SiO_xC_yH_z锂离子杂化隔膜

采用常压等离子体化学气相沉积(APECVD)方法裂解六甲基二硅氧烷(HMDSO),在高强高模聚乙烯(UHMWPE)隔膜表面进行沉积,形成双面微纳米颗粒膜涂覆的UHMWPE/SiO_xC_yH_z杂化隔膜,并分别通过扫描电子显微镜(SEM)、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、热性能测试方法等,研究了不同O2/HMDSO流量比对杂化隔膜结构与热性能的影响.研究结果表明,沉积薄膜为具有一定结晶特性的SiO_xC_yH_z微纳米颗粒薄膜,具有较好的多孔特性及与UHMWPE隔膜纤维的黏结.随着O2/HMDSO流量比的增加,在颗粒薄膜的亲水性、透气率及对隔膜的覆盖率提高的同时,明显地改善了杂化隔膜的耐热收缩性能,120℃下热处理30 min,热收缩率仅为2%左右,在具有较高耐热性要求的锂离子动力电池隔膜方面具有很好的应用前景.