POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT PHENOMENON OF CARBON LOADED NBR COMPOSITES

The resistivity of conductive composites of NBR(Butadiene nitrile rubber) filled with conductive carbon black and two kinds of special organic fillers was measured from room temperature to 90℃. In such semiconduc-tive systems. A positive temperature coefficient (PTC) phenomenon is observed, whose intensity depends on the type concentration and other physical and chemical properties of carbon black. Two empirical formulae are obtained by a the-oretical fitting method from the experimental data. One is for the resistivity of NBR/CB composites at room temperature and the other is for the resistivity of NBR/ N550 composites with relatively high concentrations N550 carbon blick in the temperature range of 30 ~ 90℃. The stability of resistivity is also discussed.

高耐磨导静电石墨烯杂化材料/丁苯/顺丁胎面胶的研制

采用单宁酸辅助液相剥离所制备的石墨烯,获得了比普通石墨烯更好的分散性,可以达到低成本、高产量和环保的要求。用硅烷偶联剂(KH550)改性处理的SiO_(2)和单宁酸修饰的石墨烯发生反应形成强杂化键,成功得到石墨烯-SiO_(2)杂化材料。研究了石墨烯-SiO_(2)杂化材料在丁苯/顺丁橡胶复合材料中的力学性能,同时还研究了将导电炭黑与石墨烯-SiO_(2)杂化材料共混后在丁苯/顺丁橡胶复合材料中的力学性能以及导电导热性能。结果表明:加入1份石墨烯-SiO_(2)杂化材料时,丁苯/顺丁橡胶复合材料获得了相对良好的耐磨性;如果负载超过1份,石墨烯填料之间会很容易发生再聚集,导致磨损体积相比于空白对照组有所增加;加入8份自制石墨烯时,电阻值降低至2×10^(6)Ω,橡胶复合材料的抗静电性能得到了明显的改善。

Ag-SiO_2石墨复合电极测定电子产品中四溴双酚A

制备了银与白炭黑复合物修饰碳糊电极（Ag—SiO2／CPE），建立了一种简便、灵敏的检测四溴双酚A（TBBPA）的电化学方法。合成了Ag—SiO2复合物并用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱法（FT—IR）和X射线光电子能谱法（XPS）对其形貌和结构进行表征。采用循环伏安法（CV）及交流阻抗法（EIS）对Ag—SiO2／CPE的电化学性能进行表征。以CV和线性扫描伏安法（LSV）探讨了TBBPA在Ag—SiO2／CPE上的电化学氧化行为。结果表明：与裸CPE相比，Ag—SiO2／CPE对TBBPA的电催化氧化活性明显提高。优化了测定过程中的实验条件如修饰剂含量、pH值与扫速，考察了该修饰电极的重现性、稳定性和干扰性。在最佳条件下，TBBPA浓度在0．010～0．10μmol／L和0．10～25μmol／L范围内与氧化峰电流呈良好的线性关系，检出限为1．9nmol／L。以此方法测定电子产品中TBBPA的含量，回收率为96％～103％，测定结果与毛细管电泳法吻合。

活性硅铝炭黑的性能及应用

将硅铝炭黑（ＳＡＣ）进行活化改性制成活性硅铝炭黑（ＡＳＡＣ），并对ＳＡＣ和ＡＳＡＣ填充ＮＲ和ＳＢＲ胶料的硫化特性、物理性能及流变性能进行研究。结果表明，ＡＳＡＣ能明显改善ＳＡＣ的延迟硫化效应，提高填充胶料的力学性能；ＡＳＡＣ在ＮＲ中的填充补强效果接近半补强炭黑，在ＳＢＲ中的填充补强效果略优于优质陶土；ＡＳＡＣ填充ＮＲ胶料的流动性好。

碳纤维生态草技术协同曝气对黑臭水体的修复

为解决强化混凝法原位修复黑臭水体中易形成的二次污染和底泥负荷问题,通过模拟试验研究了新型碳素纤维(carbon fiber,CF)生态草填料协同曝气技术对强化混凝处理后的黑臭水体的净化效果。试验原水采自某流动性差的小型封闭黑臭水体,经高锰酸钾强化聚合氯化铝混凝沉淀处理后的出水作为试验用水,分别研究了空白处理、单独曝气处理、单独CF生态草修复和CF生态草协同曝气处理后水体中的浊度、氨氮、COD (chemical oxygen demand)和UV254(ultraviolet absorption)的净化效果。结果表明:CF生态草具有良好的亲水性、吸附性和生物亲和性,10 d后即可形成成熟较厚的活性生物膜。CF生态草协同曝气技术修复黑臭水体的效果显著高于其他三种处理方式,水体中的浊度、氨氮、COD和UV254的最高去除率分别达到95. 37%、80. 78%、77. 27%和77. 50%。可见CF生态草与强化混凝技术联用修复黑臭水体,可解决混凝沉淀技术易产生的二次污染和底泥负荷问题;强化混凝、曝气和CF草生态修复三种技术相组合的新型黑臭水体修复工艺,在黑臭水体的整治和修复中具有良好的发展前景。

CB/CNTs/PP导电高聚物力/温度作用下介电性能的研究

以聚丙烯(PP)为基体,炭黑(CB)和碳纳米管(CNTs)为填料,通过熔融共混、注塑成型制备导电复合材料,测定电场频率、填料种类、填料含量以及温度、载荷等因素对其介电性能的影响。结果表明,室温下,随着填料含量的增加,材料介电常数和介电损耗均呈增大趋势;随着频率的增加(100 Hz^10MHz),介电常数和介电损耗首先迅速降低,然后逐渐趋于稳定;随着CNTs的加入,CB/CNTs/PP导电复合材料的介电常数明显增大,但是当填料含量达到某一定值时,继续增大CNTs的含量,介电常数反而下降;同一频率下,随着温度的升高(30~100℃),由热膨胀引起炭黑粒子间距的变化会导致介电常数减小。复合材料压缩实验表明:压缩载荷作用下,材料发生形变,基体中的CB粒子间相对位置改变,引起介电常数减小。

重载条件下填料体系对胎面橡胶复合材料耐磨性的影响

重载条件下,胎面胶的力学性能直接影响到飞机轮胎的耐磨性。采用TAS-130轮胎磨耗模拟试验机,设定转速为800 r/min(15 Hz)及保持总填料用量为60 phr,探究了重载条件(>1.5 MPa)下不同炭黑/白炭黑并用比对天然橡胶(NR)/反式聚异戊二烯橡胶(TPI)复合材料耐磨性的影响,并结合硫化胶静、动态性能进行分析。结果表明,随载荷增大和白炭黑用量的增加,胶料的磨耗量逐渐增加;纯炭黑体系的硫化胶耐磨性最好,这主要是由于其高的300%定伸应力和高硬度以及在高载荷下形变小的原因。橡胶加工分析仪测试结果表明,随白炭黑用量增加,硫化胶的“Payne效应”逐渐减弱,损耗因子峰逐渐降低;压缩疲劳生热和屈挠疲劳测试结果表明,与纯炭黑体系相比,炭黑/白炭黑并用比为40/20的硫化胶的动态生热降低了27.5%,出现一级和六级裂纹的疲劳寿命分别提高了287.5%和261.1%。综合来看,硬度和300%定伸应力的降低是导致耐磨性能下降的主要原因。磨屑的红外光谱分析结果表明,硫化胶的磨耗是以机械力作用下的热氧降解磨耗为主。

四氧化三铁负载石墨化碳黑磁性纳米材料的制备及其在茶叶中多种农药残留检测中的应用

基于物理共混法制备了一种均匀的四氧化三铁负载石墨化碳黑磁性纳米材料(GCB/Fe_(3)O_(4))。以此为固相萃取吸附剂,建立了酚钙共沉淀-磁性固相萃取-气相色谱/三重四极杆串联质谱技术(GC-MS/MS)同时测定茶叶中405种农药残留的分析方法。对GCB/Fe_(3)O_(4)的晶体结构、表面形貌以及吸附色素的能力进行了探讨。结果表明,所制备的材料均匀,对儿茶素、姜黄素及叶绿素铜钠的饱和吸附量分别为8.89、9.38和3.68 mg/g。与GCB相比,提高了姜黄素和叶绿素铜钠5%~87%的吸附量,且能够吸附GCB所无法吸附的儿茶素。采用该材料对茶叶中405种农药残留检测进行净化前处理,平均回收率为48.2%~123.6%,相对标准偏差为0.4%~14.5%,其中377种农药的回收率在70%~120%,占比93.1%。结果表明,该材料具有良好的净化效果,适用于多种农药回收率的检测,有较高的应用推广价值。

炭黑负载Co-吡啶化合物的合成及催化性能研究

采用配位聚合物法制备Co-吡啶催化剂,制成炭黑负载Co-吡啶光催化剂,考察金属配比、催化剂用量、降解时间、降解温度等对催化降解甲基橙效率的影响。结果表明,金属配比钴∶吡啶=1∶0.5,催化剂用量10 mg,紫外光照6 h时,降解率达82.87%;金属配比钴∶吡啶=1∶1,吸附剂用量20 mg,吸附时间90 min,吸附温度60℃时,吸附降解率达98.1%。

炭黑纳米粒子链的力学属性及纳观断裂

通过利用透射电子显微镜和原子力显微镜原位加载，观测单一纳米粒子链的力学属性和纳观断裂，发现炭黑粒子链与高分子链缠结和吸附时，其界面强度大于粒子链基体本身的强度，形成的复合团聚体和三维网络能随着基体形变，并通过自身的屈服变形过程吸收大量的能量，从而起到增强增韧作用。

炭黑和白炭黑填充硫化胶的湿摩擦差异性分析

研究不同负荷和速度下炭黑和白炭黑填充硫化胶的湿摩擦因数,并对其磨损表面进行了扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征。结果表明:炭黑填充硫化胶的湿摩擦因数随着速度的增大呈线性下降,随着负荷的增大略有降低,而白炭黑填充硫化胶的湿摩擦因数随着速度的增大呈非线性下降,随着负荷的增大先迅速下降后缓慢降低;白炭黑填充硫化胶摩擦面橡胶膜较薄,裸露白炭黑粒子,过渡区摩擦力较大,不能忽略;炭黑填充硫化胶摩擦面的橡胶膜厚度较大,表面炭黑粒子被橡胶大分子覆盖,过渡区摩擦力小,可以忽略。

黑炭负载零价铁对复合污染土壤中铜和铬的稳定化效果及生物有效性影响

采用直接热解法和碳热还原法分别制备了黑炭(BC)和黑炭负载零价铁(BF)材料,通过土壤稳定化培养实验和盆栽实验,考察了BC和BF对复合污染土壤中铜和铬的稳定化效果及其对生物有效性的影响。实验结果表明,BC可提高土壤pH,BF则降低土壤的pH。在投加量为5 g·kg-1的情况下,处理30 d后,BC和BF对土壤中TCLP-Cu的去除率分别为76.99%和69.83%;BC对TCLP-Crtotal和TCLP-Cr(VI)去除率分别为91.07%和92.47%,BF对TCLP-Crtotal和TCLP-Cr(VI)的去除率均接近100%,两者均能有效降低土壤重金属迁移性。形态分析表明,投加BC和BF均促进了铜由酸可提取态向可还原态和可氧化态转化,同时使铬的酸可提取态降低,可氧化态增加。盆栽实验表明,BC和BF均大大降低了土壤中铜和铬的生物有效性,减弱了其由植物根部向地上迁移的能力。相比而言,BF在对复合污染土壤中铜和铬的稳定化效果、形态转化以及迁移性方面整体优于BC。

大气黑碳监测技术改进及系数修正——以常州市滆湖地区监测数据为例

为准确监测大气中黑碳的质量浓度,提高监测数据的代表性和准确性,采用黑碳仪(AE-33)对常州市滆湖地区进行了监测;参照同一时间段另一台光声消光仪(PAX)仪器测得的数据并进行比对,以滤膜负载补偿系数和多重散射系数修正为基础,根据实际测量数据分析波长吸收指数(a_(Abs))和二次棕碳占比情况。结果表明:当修正滤膜负载补偿参数时,在520、660和880 nm波长下,拟合系数R^(2)分别为0.988、0.988和0.985,验证了使用2种修正经验公式计算滤膜负载系数的方法具有较高的可靠性;在此基础上,当修正多重散射系数C_(ref)时,2台仪器测量的数据经过拟合得出多重散射系数的值分别为3.706和3.862;2台仪器的质量浓度拟合系数R^(2)为0.96,误差范围为3%;在常州地区,棕碳和黑碳,这2种物质的吸收指数接近1左右,由此可判断污染源均来自交通排放;一次棕碳与二次棕碳,这2种物质吸收贡献值相比,二次棕碳占主导地位,二次气溶胶的排放量大。综上所述,黑碳仪结合经验公式和数据比对的修正技术路线具有可行性和适用性,能准确测量大气中的黑碳质量浓度,并对环境污染状态做出正确评估。本研究结果可为大气黑碳气溶胶的监测和管理提供参考。

高速高载下天然橡胶-反式聚异戊二烯橡胶复合材料的耐磨性

飞机轮胎在高速高载下使用,其胎面橡胶复合材料耐磨性直接影响轮胎使用寿命。利用实验室自研磨耗机模拟了飞机轮胎在实际行驶过程中受到的高速(>11 Hz)高载荷(>1.8 MPa),探究了载荷、转速和炭黑(CB)用量对天然橡胶-反式聚异戊二烯橡胶复合材料(NR-TPI)耐磨性的影响,并结合橡胶磨耗表面形貌和磨屑的形态特征提出了相关影响机制。结果表明,胶料的磨耗随载荷增大而增大,转速对耐磨性的影响小于载荷。当转速从600 r/min增大到800 r/min时,磨耗速率增大,再增大转速,磨耗速率无明显变化。炭黑用量为40或45份的材料磨耗速率接近,但当炭黑用量为50份时,材料的耐磨性显著提升。观察发现磨耗表面出现黏腻的降解层,且磨屑中同时包含微米级的微粒磨屑和大尺寸卷状磨屑,说明高速高载下耐磨性主要取决于表面层降解和降解层被剥离这两个过程的动态循环,前者占主导时主要发生微粒磨耗,后者占主导时起卷磨耗为主要磨耗机制。载荷和转速对耐磨性的影响主要是通过对这两个过程的影响来实现的。

H_2O_2预氧化对负载铁制备污泥炭基催化剂效能的影响

以城市污水厂二沉池污泥为原料,考察了不同H_2O_2投加量下污泥预氧化对铁负载污泥形成前驱体及其热解后制得炭基催化剂性能的影响,研究了污泥预氧化对强化铁负载制备均一分散型污泥炭基催化剂的机理.结果表明,污泥预氧化促进了污泥细胞破解,降低了絮体颗粒粒径和表面Zeta电位,使铁负载量增加、铁活性位点在污泥载体上的分散性明显增强,形成炭基催化剂保持着高催化活性,其稳定性显著增加.对模拟含铬黑T染料废水的多相芬顿降解试验说明,当污泥预氧化H_2O_2投加量为2.25%时制备的炭基催化剂,其反应120 min后铬黑T的降解率为91%,略低于未预氧化时污泥炭基催化剂的降解效率(96%);但未预氧化炭基催化剂其反应后溶液中铁离子的溶出量(18.9%)远高于预氧化后形成的催化剂(2.5%),且后者循环3次对铬黑T的降解率仍可达到86%,表现出较强的稳定性.