非均相纤维空气过滤材料研究进展

功能性空气过滤材料不仅要具有优异的过滤效率,还要在极端环境下保持优异的稳定性。单一的材料结构往往难以满足要求,纤维的非均相设计,通过纤维表面形态修饰和多种材料的配合,能够大幅提升过滤材料的过滤效率和极端环境下的功能性需求。从浸渍沉积、刻蚀、涂层、覆膜和同轴静电纺丝等方面介绍过滤材料纤维表面非均匀形貌和非均相的修饰方法,为高效功能性过滤材料的研发提供思路。

煤化程度对煤基固体酸结构及其水解纤维素性能的影响

利用煤具有缩合芳环、脂肪侧链及含氧官能团的结构特点,采用不同煤化程度的煤为碳源,在不同炭化温度下制备了煤基固体酸催化剂(CSA)。通过XRD、FT-IR、13C NMR对催化剂结构进行了表征。以还原糖和葡萄糖的产率为考察指标,探讨了煤化程度和炭化温度对煤基固体酸非均相催化水解纤维素的影响。结果表明,煤作为碳源具有传统碳源所不具备的结构优势,煤基固体酸碳层片上除含有磺酸基、酚羟基和羧基外,还含有传统碳基固体酸不具备的桥键(-O-、-CH2-)和侧链(-CH3、-OCH3、-CH2CH3)。除磺酸基外,其余均由煤的结构演化而来。随着炭化温度的升高,催化剂的芳香度增大、活性基团的种类和数量减少、磺酸基密度逐渐下降,且随着煤化程度增加,煤基固体酸结构可调性降低,所需要的最佳炭化温度也逐渐降低。不同种类的煤基固体酸在水解纤维素过程中表现出了较高的活性,其中,霍林河煤基固体酸的活性最高。水解活性受催化剂芳香片层大小及堆叠高度、片层之间桥键和磺酸基密度等因素的影响,是众多活性基团协同作用的结果。