阳极氧化铝膜的表面接枝改性及润湿行为

目的通过对阳极氧化铝膜(AAO)表面化学接枝甲基丙烯酸甲酯,改变其表面的粗糙度和分子结构,从而实现AAO膜表面润湿行为的可控。方法采用二步阳极氧化法制备六方柱形的多孔AAO膜,结构高度有序,并对AAO膜表面进行硅烷化(KH-570)处理,采用活性聚合的方法在其表面接枝上甲基丙烯酸甲酯。采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和接触角测定仪对AAO膜及改性后的AAO膜进行了结构表征和润湿行为研究。探讨了阳极氧化的工艺条件及接枝甲基丙烯酸甲酯对AAO膜的形貌和润湿性能的影响。结果 AAO膜孔径在100 nm左右,六边形孔洞分布均匀,并且六边形孔洞垂直于AAO膜表面,孔洞与孔洞平行,通过对其表面接枝甲基丙烯酸甲酯,使得AAO膜的表面水接触角先增大后减小。结论 AAO膜表面的润湿行为,可以通过AAO膜表面化学改性和表面粗糙度共同作用而得以调控。

铝阳极氧化膜原位偶合反应着色工艺研究

在铝阳极氧化(AAO)膜表面,通过N,N′-二苯基丙二酰胺衍生物与取代苯基重氮盐的原位偶合反应,得到有色的取代苯偶氮N,N′-二苯基丙二酰胺衍生物,使AAO膜呈黄色。研究结果表明,氧化膜的制作工艺为:电流密度3～3.5A/dm2(AC),温度25～35℃,时间为1h;偶合反应的条件为:DMF为溶剂,六氢吡啶为催化剂,温度0～10℃,反应时间5～20min。性能测试结果表明:着色膜层厚度大于20μm;168h耐盐雾实验腐蚀评级为10级,240h的耐交变湿热实验试片膜层无变化,连续730天自然气候暴露实验试片不变色,不腐蚀,具有较好的防护装饰效果。

AAO模板法电沉积纳米线的研究进展

主要介绍了利用AAO模板电沉积纳米线的方法,详细总结了AAO模板的制备以及电沉积过程中各个影响因素的作用,并简要概述了纳米线的应用前景以及发展趋势。

多孔阳极氧化铝膜的制备及其膜结构影响因素研究

以铝为模板,通过二次阳极氧化法制备多孔阳极氧化铝(AAO)膜,利用原子力显微镜观察AAO膜的微观形貌,分析退火处理、电化学抛光处理、阳极氧化电压、阳极氧化时间等因素对AAO膜结构的影响,结果表明:AAO膜的物相为非晶态,但经高温退火处理所得AAO膜会被部分晶相化;电化学抛光能有效改善孔洞分布的均匀性.当氧化电压在40~55 V范围内,AAO膜的孔径随着阳极氧化电压的升高而增大,膜孔洞结构排布的有序性也得到增强;膜孔孔径大小分布在40~100 nm之间;阳极氧化时间对膜的孔径没有显著影响;当电解液温度在0~20℃范围内,AAO膜的孔径随着电解液温度的升高而减小,且AAO膜的有序性也随之增强.

多孔氧化铝膜的纳米力学性能研究

采用二次铝阳极氧化技术,制备了高度有序的铝阳极氧化膜(AAO膜),孔径为50nm．利用纳米压缩仪结合纳米压痕仪对不同压缩位移条件下的AAO膜进行了纳米力学测试和卸载后的压痕原位扫描实验．通过测量加载-卸载曲线并用Oliver-Pharr模型分析计算得到,在压缩位移为0、3．3、6．6、9．9μm时,AAO膜的纳米硬度和弹性模量分别为1．49、1．79、 1．69、1．55GPa和11．79、12．32、12．82、13．19GPa．由卸载曲线和原位扫描的压痕形貌可以看出,压缩位移为6．6和9．9μm时的压痕在压缩力的作用下发生了明显的塑性变形,因而 AAO膜的纳米硬度减小,而弹性模量一直增大．

铝阳极氧化膜纳米孔阵列的微细结构

用电化学阳极氧化法制备了纳米多孔铝阳极氧化膜(AAO模板)．采用原子力显微镜(AFM) 测试AAO膜,研究了纳米孔阵列的形成机制．结果表明,在AAO膜的表面,除存在六方形的纳米孔阵列 外,在孔端还存在六个微小的隆起,相邻的隆起之间彼此相连,看上去酷似一朵盛开的梅花,花的中心就是 六方形纳米孔．二维AFM图像显示,以往用扫描电镜表征的纳米孔阵列,实际上是一幅排列整齐、并呈周 期性变化的梅花阵列图案．膜背面阻挡层的AFM二维图像表明,膜胞呈六方形,且排列高度有序．膜胞密 度为4．3×109／cm2,与孔密度基本一致．阻挡层的三维照片显示,膜胞的底部存在半球状突起,也呈现出 规整的阵列图案．

基于复杂用地条件的地下式污水处理厂精细化设计

广州市黄埔区某水质净化厂二期工程需要在不规则的用地形状、复杂的场地周边环境、较低的建设用地指标及地上高水平建设开发的预期下,实现规模为5万m3/d地下式污水处理厂的设计工作。工艺设计上通过采用“厌氧-缺氧-好氧+膜生物反应器(AAO+MBR)”工艺提升节地效率;结构设计上通过处理单元构筑物的共壁、错层实现“地尽其用”;平面设计上通过优化池体上部建(构)筑物布局、设施设备设置、交通物流规划、管线综合排布来提高操作空间的使用率。本工程项目用地负荷率比同类项目提高了36%,工程直接费用的建设单位成本低于广州市同等规模同类型项目8.5%的情况下,实现了工程设计目标,为同类项目的设计提供了良好示范。

地下式污水处理厂AAO+MBR工艺的应用

地下式污水处理厂的建设模式以其友好的规避邻避效应、高土地利用率、再生水可就地回用的优势正逐步在全国兴起。为促进地下式污水处理厂的健康发展,避免盲目建设,文章对比同等规模的地下式污水处理厂设计参数及运行效果,从地下式污水处理厂出水、污泥处理、臭气、消防及用地方面梳理工艺设计应注意事项,以期对后续同类污水处理厂的设计提供参考和借鉴。厌氧-缺氧-好氧+膜生物反应器(AAO+MBR)工艺以其较强抗冲击负荷能力和较高污泥浓度在地下式污水处理厂建设中可作为优先考虑的工艺类型。采用短流程工艺AAO+MBR时,在常规进水质量浓度下(COD≤400 mg/L、TN≤45 mg/L),生物段总停留时间为10 h,污泥负荷为0.07 kg BOD/(kg MLSS·d),污泥龄控制在20 d,通过MBR深度处理后可满足市政污水处理后的达标排放。

氧化铝纳米线的制备及其形成机理

采用二次铝阳极氧化技术,制备高度有序的铝阳极氧化膜(AAO模板).经X射线衍射(XRD)分析,模板为无定形结构.将模板放入腐蚀液中,可获得大量无定形结构的氧化铝纳米线.模板在800℃下退火4h后,变为!-Al2O3结构,采用类似腐蚀液溶解模板,得到大量!-Al2O3纳米线.研究了腐蚀液种类、腐蚀时间和模板晶体结构等因素对生成氧化铝纳米线的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和XRD对纳米线的形貌与结构进行了表征.结果表明,在多种腐蚀液中,均可获得氧化铝纳米线;随着腐蚀时间的增加,纳米线的长度增加,直径变小,长径比增大;氧化铝纳米线的晶体结构与所采用模板的晶体结构一致.此外,还采用原子力显微镜(AFM)和SEM对AAO膜的表面形貌及其结构特点进行了详细的观测,并以此为基础讨论了氧化铝纳米线的形成机理,认为AAO模板本身存在的花状微结构是形成纳米线的内因,花瓣间的凹陷部位首先被腐蚀断裂,形成氧化铝纳米线.

阳极氧化铝膜中间层阻挡元素扩散研究

对铌合金C103基体上真空蒸镀的Al膜进行阳极氧化处理获得阳极氧化铝(AAO)膜,利用电镀技术在AAO膜上制备Ni表层,通过高温处理研究元素通过AAO膜的扩散行为.结果表明:没有中间层的Ni/C103及以纯Al膜作为中间层的Ni/Al/C103样品,涂层和基体间的元素扩散严重;而以AAO膜为中间层的Ni/AAO/C103样品,涂层和基体间的元素扩散受到明显抑制.经900℃热处理后,Ni/C103,Ni/Al/C103及Ni/AAO/C103样品其外层中Nb含量分别为7.05%,5.08%和3.55%;基体中的Ni含量分别为6.84%,3.62%和2.85%;AAO膜作为中间层有较强的元素扩散阻挡能力.在900℃退火后,Ni/C103和Ni/Al/C103样品表面均生成了Nb Ni3相,而Ni/AAO/C103样品并未出现Nb和Ni的反应生成物.通过Fick定律计算得知,900℃时Ni在AAO膜的扩散系数为3.28×10-14m2/s,Nb为2.16×10-14m2/s;1000℃时Ni的扩散系数上升至1.03×10-13m2/s,Nb为3.58×10-14m2/s.

MBR及CMF用于污水处理及再生利用工程设计

介绍了天津市团泊新城污水处理及再生水厂的工艺流程、设计思路、设计疑难问题及应对措施、工程主要设计参数及设备配置、主要技术经济指标等,总结了污水处理及再生水处理的技术特点,为满足城市杂用水、景观用水标准及一级A排放标准条件下的污水处理工程积累了设计经验。

模板浸润法制备聚合物纳米管阵列

以孔径为200 nm的多孔氧化铝膜(AAO)为模板、常规分子量的通用聚合物为原料,采用聚合物溶液或熔体浸润模板纳米孔的物理技术,进行了多种聚合物纳米管的制备研究。结果表明:聚苯乙烯、尼龙66、聚丙烯、ABS、热塑性聚氨酯等多种聚合物纳米管及其纳米管阵列成功制得。运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了纳米管的微观形貌和阵列结构。并探讨了聚合物性质、纳米管制备工艺与纳米管结构的关系,初步探索了多孔模板法制备聚合物纳米管的机理。