UiO-66-NH_(2)/wood的设计构筑及高效去除水中微量重金属离子性能

矿山开采、金属冶炼、新型金属材料的发展以及城市供水系统老化所造成的重金属(铅、镉、汞、砷、铬、铜及锌等)污染问题已日趋严重.传统的水处理方法很难有效地去除低浓度的重金属污染物.本文以天然木材为载体,采用溶剂热合成法,在木材三维孔道中原位合成UiO-66-NH_(2)金属有机框架材料(MOFs)纳米颗粒,制备了UiO-66-NH_(2)/wood复合膜材料.该复合膜材料对去除水中微量重金属离子(Hg^(2+),Cu^(2+))表现出优异的性能.当处理速率为1.1×10^(2)L·m^(-2)·h^(-1)时,该复合膜材料去除水中微量重金属离子的效率仍可达到90%以上,且处理后水中重金属离子含量低于国家饮用水标准.这可归因于木材本身独特的三维孔道结构,在提高水通量的同时,还可以增加水溶液中重金属离子与MOFs颗粒的接触机会,以及孔道内均匀分布的UiO-66-NH_(2)MOFs颗粒中的—NH_(2)可以与重金属离子通过配位作用相结合.该UiO-66-NH_(2)/wood复合膜材料还具有良好的重复利用性,在连续6次循环使用后其去除效率无明显变化,有望进行实际应用.

毛白杨木材/MOF-5复合材料的制备及甲苯吸附性能研究

优化MOF-5的合成工艺,确定金属中心与有机配体的最佳配比,并基于最佳配比通过真空浸渍和水热作用在毛白杨木材孔隙内部原位合成MOF-5,制备毛白杨木材/MOF-5复合材料,并对毛白杨木材/MOF-5复合材料的微观形貌、结合机理、孔隙结构和甲苯吸附性能进行表征。结果表明,当金属中心与有机配体物质的量比为1∶3时,合成的MOF-5晶体粒径较小,BET比表面积为268.729 m^(2)/g,孔容为0.136 cm^(3)/g,且具备典型的MOF-5晶体X射线特征峰。在毛白杨木材孔隙内部原位合成的MOF-5的平均负载量为22.6%;红外光谱的分析结果显示MOF-5与毛白杨木材通过氢键和静电相互作用相结合。扫描电镜、压汞法和氮气吸/脱附测试的孔隙结构表明,MOF-5填充了毛白杨木材中的部分大孔和介孔,增加了微孔的比表面积和孔容。常温常压下毛白杨木材/MOF-5复合材料对甲苯的最大吸附量为16.07 cm^(3)/g,展现了较好的甲苯吸/脱附性能。毛白杨木材/MOF-5复合材料在气体吸附与分离领域展现了较好的应用潜力,这为速生木材作为吸附材料的功能化应用提供了参考。

MIL-100(Fe)处理杨木的阻燃性能研究

【目的】为提高木材的阻燃抑烟性能,本研究采用金属有机框架材料(MOF)作为新型阻燃剂,选用MIL-100(Fe)处理木材,制备一种绿色环保的阻燃材料,旨在为木材阻燃提供新思路。【方法】以MIL-100(Fe)为阻燃剂,采用常压浸泡(WJP组)和真空加压浸渍(W-JZ组)两种方法,在木材体内原位合成MIL-100(Fe)。利用扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析处理材形貌结构;采用氮气吸附法对处理材的孔隙结构进行表征;采用极限氧指数、热重测试、锥形量热测试评估处理材的热稳定性和阻燃抑烟性能;最后采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对残炭进行形貌结构表征并进行机理分析。【结果】两种处理方法均可在木材内原位合成MIL-100(Fe),其中W-JZ组有更多的MIL-100(Fe)前驱体溶液进入木材内部并完成结晶,质量增长率达24.36%,形成的晶体结构更完整均匀,尺寸更小。MIL-100(Fe)处理材表现出良好的热稳定性,其中W-JZ组残炭率提升了39.99%,热质量损失速率峰值降低了26.47%。MIL-100(Fe)处理材的总热释放量和总烟释放量降低,阻燃抑烟性能良好。MIL-100(Fe)发挥凝聚相与气相阻燃作用。其分解过程中可释放不可燃气体稀释可燃气体浓度,同时利用多级孔结构吸附烟气。分解后形成的Fe_(3)O_(4)催化木材脱水反应生成致密的炭层,阻止热量和氧气的传递及可燃性挥发产物的释放。【结论】本研究采用MIL-100(Fe)阻燃剂处理木材,有效提高了木材的热稳定性与阻燃抑烟性能,丰富了现有木材阻燃体系。

MOFs耦合木材复合材料在环境修复方面应用研究进展

在中国积极倡导“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念下,开发高效、低成本、零污染的先进可循环污染物去除技术,对于实现“绿水青山”目标至关重要。然而,当前主流的污染物去除技术,如活性炭吸附、高级氧化、膜分离等,虽具备成本优势,却常伴随去除效率低、能耗高及二次污染等问题。在此背景下,以纳米材料为核心的环境纳米技术(涵盖吸附、催化、膜分离等领域)凭借其高效性和功能多样性,在环境修复领域引发了广泛关注。金属有机骨架材料(MOFs)作为一类由金属离子与有机配体构筑的、具有1~3维结构的多功能晶态材料,因其有序的孔道结构、丰富的化学组成及高比表面积,在环境修复领域展现出良好的应用前景。然而,MOFs的粉末形态及其固有的易碎性、不宜加工性及低相容性,限制了其在回收、成型等方面的应用,从而阻碍了其在实际场景中的广泛推广。生物质材料,特别是木材,因其种类丰富、成本低廉及天然的高孔隙率等特性,在环境修复领域备受青睐。木材的多维孔道结构、丰富的羟基/羧基官能团以及良好的加工性能,使其成为固定粉末状MOFs的理想载体。近年来,国内外学者利用木材的这些本征特性,将MOFs作为新型载体,引入功能化纳米粒子或非均相催化剂等活性组分,构建了一系列新型复合结构体系,这些体系在木材、纤维素、凝胶等生物质及其衍生物基复合材料的制备和生物质催化转化中展现出巨大潜力。本文系统阐述了MOFs与木材的耦合策略,包括混合浸泡法、真空浸渍法、溶剂热法及原位生长法等,并深入解析了MOFs负载于木材表面形成MOFs/木材复合材料的机理,如物理吸附、润湿作用、毛细现象及构造成核位点等。同时,梳理并总结了当前MOFs材料在生物质及其衍生化学品领域的研究进展,重点讨论了MOFs/木材复合材料在气相污染物吸附、重金属离子去除、有害颗粒物过滤及高级氧化等环境修复领域的应用现状,并阐明了MOFs微观结构设计与复合材料宏观性能之间的内在联系。最后,展望了MOFs/木材复合材料未来发展所面临的机遇与挑战,为构建面向环境实际应用的MOFs基复合材料提供了新视角,有望进一步推动其在环境修复领域的广泛应用。

木材干燥室框架热损失研究

在分析现有干燥室壳体框架结构的基础上,提出改善壳体框架部分散热方案,并对各方案进行测试验证。其中在设定干燥箱温度为80℃时,优化后框架结构与现有壳体框架结构相比,每平方米框架肋每小时减少热能损失0.67～2.26×103 kJ。

康巴藏区木框架承重式碉房的类型研究

康巴藏族是藏族三大民族支系之一,分布在今天西藏自治区昌都地区、四川省甘孜州全境、阿坝州与凉山州部分地区、青海省玉树州以及云南省迪庆州等地,碉房是这里除帐篷外的另一大建筑体系,而其中的木框架承重式碉房是康巴藏区中最具代表性的碉房类型。在实地调查与文献研究的基础上,首先,从结构视角建构了木框架承重式碉房体系的构成类型;其次,围绕空间与结构两大主题,分析了这些类型间的演进关系;最后,归纳与分析了各类型的地域性分布规律。

木材规格材研究现状与展望

从轻型木结构房屋的角度阐述了规格材的用途,包括规格材基本概念、规格材分等研究现状、规格材测试研究现状及与规格材有关的标准的研究现状等;通过对规格材研究的展望,提出了今后进行规格材研究的主要方向。

木材防腐标准框架探讨

对我国重要的木材防腐标准进行了简要概述,并提出了国内标准框架草案,包括木材防腐剂及其分析方法、防腐处理材及木制品、木材防腐剂的抗虫抗菌评价方法、防腐木材的使用分类及防腐处理质量要求、产品标识等。

改性速生材木结构景观小品设计研究

面临自然资源过度消耗和生存环境日益恶化的困境,速生材的使用日益增多。改性速生材作为一种优异的生态材料,可以通过景观设计来推动其广泛运用。分析改性速生材及木结构景观小品的特点,重点阐述改性速生材木结构景观小品空间及其设计要素,运用设计实践案例,验证改性速生材在景观小品中的应用,拓展其使用范围,并彰显其生态优势与环保理念。

我国人造板标准体系的构建

通过研究国外发达国家及国内人造板标准现状,根据印度魏尔曼标准体系表三维结构的思想,提出我国人造板产品标准体系框架,初步规划出我国的人造板标准体系表,并通过构建说明阐述我国人造板标准体系构建的原则,为我国人造板的制修订计划编制提供研究基础。

单层穿斗木农房的抗震性能研究

根据村镇木结构房屋的震害经验,在制定相应应对措施的基础上,参考云南省一典型彝族民居的建房尺寸,设计出一实例,将其简化为模型1和模型2,通过SAP2000软件的计算,比较了两模型的模态分析,进行了抗震与非抗震、增加附加质量的框架单元内力分析,研究了8度抗震设防区附加质量对单层穿斗木构架抗震性能的影响。

西方古典实木餐桌基本框架形式的分析

本文以西方古典实木餐桌作为研究对象,按桌腿与面板的关系将其划分为两大类型——直接接触式和间接接触式。在此基础上,从面板与支架的相对位置,桌腿上部及下部的连接方式三个方面入手进行深化分析,最终得到了西方古典实木餐桌基本框架形式的分布规律以及十种主要的框架形式,这将为后续以餐桌设计为目标的新品研发提供设计支撑及决策依据。

新型MOF@木材复合材料的制备及其染料吸附和阻燃性能研究

金属-有机骨架(MOF)晶体的实际应用通常受其粉末形态的限制。将天然轻木作为基体负载MOF颗粒,采用简便通用的生长策略成功制备了一系列新型MOF@木材(MOF=UiO-66,ZIF-8和ZIF-67)复合材料,并系统研究了其微观结构、阻燃性能及其对亚甲基蓝(MB)染料的吸附行为。研究结果表明,不同晶粒尺寸和形貌的MOF引入木材基体后,大量均匀分布在木材支架内的管腔表面并保持了其结晶度。其中,ZIF-8@木材具有更加优异的MB吸附能力,对MB的去除率为82.5%,最大吸附量可达210.9 mg·g_(-1)。吸附过程符合伪二阶动力学模型,说明MOF@木材对MB的吸附主要为化学吸附。此外,UiO-66的掺入对木材基体早期热稳定性和炭层形成的影响优于ZIFs。相比于天然木材,UiO-66@木材的热释放峰值(PHRR)由94.5 W·g_(-1)急剧降至36.5 W·g_(-1),总热释放量(THR)从7.7 kJ·g_(-1)下降到5.4 kJ·g_(-1)。同时,在800℃的炭化率显著提高了84.8%。本研究为设计和构筑功能化MOF@木材复合材料提供了新的途径,可能促进其在环境和绿色建筑等领域的应用。

负载MOF的木材气凝胶及其复合材料的构筑与表征

金属-有机框架(MOF)的形态通常呈粉末状不易回收且加工成型较为困难,从而导致其进一步实际应用受到限制。因此,为MOF寻求一种具有良好加工性能的自支撑多孔载体材料显得迫在眉睫。采用化学预处理与冷冻干燥相结合的方法制备出一系列木材气凝胶多孔载体材料,并对比研究了不同木材气凝胶的微观结构、比表面积和热稳定性能。相较其他木材气凝胶,轻木气凝胶能够保持完整的蜂窝状多孔骨架结构,其比表面积达到43.87 m^(2)·g^(-1),并表现出低密度(0.091 g·cm^(-3))的超轻质特性,且兼具良好的热稳定性。基于此,将轻木气凝胶作为载体负载MOF颗粒,采用原位生长策略成功构筑出一种新型ZIF-8@轻木气凝胶吸附材料。结果表明,具有规则十二面体结构的ZIF-8均匀分布在轻木气凝胶骨架内的管腔表面,ZIF-8的引入显著提升了轻木气凝胶多孔载体的吸附能力,该复合材料对亚甲基蓝(MB)的去除率为99.2%,最大吸附量可达198.3 mg·g^(-1)。吸附过程符合准二级动力学模型,说明ZIF-8@轻木气凝胶对MB的吸附主要为化学吸附。为构筑功能化MOF@木材衍生复合材料提供了新的思路,将促进其在环境修复领域的应用。

木材/金属-有机框架复合材料研究进展

金属-有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子或团簇与有机配体组成的晶体材料,因其具有结构和功能多样性而备受关注。然而,MOFs的粉末结晶状态极大限制了其实际应用。木材作为一种天然多孔材料,具有有序的孔道结构、优良的力学性能和丰富的活性基团,是固定粉末状MOFs的理想载体。将MOFs与多孔木材复合构筑木材/MOFs复合材料,可实现MOFs功能特性与木材结构特点的有效结合,为拓展MOFs的应用潜力提供新途径。本文系统总结木材/MOFs复合材料的构筑策略,重点介绍木材/MOFs复合材料在液/气相吸附、催化、电化学储能等领域的最新应用进展,分析当前木材/MOFs复合材料研究中存在的问题以及未来的研究重点。

连续现浇板木排支架施工设计

介绍东城坂大桥变截面连续现浇板木排支架设计、施工过程及水下地基加固及处理方法。

荧光透明功能木质复合材料的研究进展

随着社会不断发展,迫切需要一种环保、成本低、韧性好、强度高、附加值高的绿色复合材料-荧光透明功能木质复合材料,以替代传统玻璃门窗、建筑及家居材料。荧光透明功能木质复合材料具有绿色、高透光率、强度高、韧性好、荧光效果优异、紫外屏蔽性好、抗菌和良好力学性能等优点,应用领域广阔。本文综述了荧光材料的发光原理及影响因素、木质基材的各种制备方法及荧光透明功能木质复合材料的应用,并介绍了荧光透明功能木质复合材料在LED灯、传感器、加密防伪及紫外转换和甲醛检测等方面的应用,最后展望未来的应用场景并提出了目前亟待解决的问题。

汝州风穴寺悬钟阁研究

以河南汝州风穴寺悬钟阁为例,通过对悬钟阁选址、造型、木构架的分析,揭示了其在扬声、承重上的巧思精构,为今后同类型钟楼及楼阁建筑的保护和复建提供了参考。

欧洲非木质林产品发展政策框架与价值创新及启示

非木质林产品利用历史悠久,特别是在贫困地区,是维持农民生计和增收的重要手段。欧盟将发展非木质林产品视为实现可持续发展目标、发展循环生物经济和应对气候变化的重要手段。文中介绍欧洲非木质林产品的发展概况和政策措施,分析其非木质林产品价值创新的典型案例,提出对我国非木质林产品发展的启示:一是因地制宜发展特色非木质林产品,助力乡村振兴;二是协调好非木质林产品利用与保护的关系,加快非木质林产品生产与流通;三是加大政策扶持力度,建立林业产业与其他行业政策融合机制;四是推动非木质林产品制度创新,探索多元化的生态产品价值实现路径。

“新布雷顿森林体系”框架初探

2013年,各国际货币发行国纷纷采用竞争性量化宽松,导致全球流动性过剩,凸显当前国际货币体系的内在缺陷。本文对新布雷顿森林体系提出初步建议,即在G20"强劲可持续平衡增长的框架"下进一步落实G20戛纳峰会承诺和《IMF章程》第一修正案,以基础SDR增长目标为"锚",落实储备货币的国际协商制度,扩大IMF在全球流动性管理上的监督权,建立更为稳定和更具活力的国际货币体系,从而在一定程度上终结当前全球流动性"总闸门"毫无约束的局面,加强全球流动性管理,为最终向超主权货币过渡创造条件。