纳米纤维基催化材料的制备及其在环境领域中的应用研究进展

纳米粒子催化剂具有优异的催化活性,但在使用时其易团聚且回收较为困难。鉴于此,以纳米纤维为载体,将纳米粒子催化剂负载于纳米纤维上制得纳米纤维基催化材料,从而有效解决了纳米粒子催化剂的回收难题。为更好了解纳米纤维基催化材料的制备及应用研究进展,综述了近年来纳米纤维基催化材料的制备方法和工艺流程,介绍了纳米纤维基催化材料在催化染料降解、有机物降解、重金属离子还原等领域的应用研究进展。最后指出:纳米纤维基催化材料具有催化活性高、催化剂易回收等优点,但仍存在力学性能差和制备效率低的缺点,尚无法满足大规模实际应用;为满足实际应用,提高纳米纤维基催化材料力学性能,寻求批量化制备工艺,是未来研究的重点。

纤维基耐高温空气过滤材料研究进展

高温含尘废气的排放是造成环境污染的主要原因之一,纤维基空气过滤材料具有比表面积大、结构可控等一系列优点,在空气过滤领域备受关注。但普通纤维基空气过滤材料存在耐高温性能差的问题,为便于相关人员更好了解纤维基耐高温空气过滤材料的研究现状,本文对近年来纤维基耐高温非织造空气过滤材料的研究进展进行了综述。重点介绍了纤维基耐高温非织造空气过滤材料所用原料(有机纤维原料、无机纤维原料等),制备工艺(针刺、水刺、熔喷、静电纺、离心纺和气流纺等)及其功能化改性(脱硫、脱硝、脱VOCs等)应用。对耐高温非织造空气过滤材料制备和应用过程中存在的缺点进行了讨论,指出未来发展应以开发新材料、改进制备工艺和功能化改性为重点方向;以期为耐高温非织造空气过滤材料的研究提供一定参考,拓展纤维基耐高温空气过滤材料应用范围。

对位芳纶纳米纤维气凝胶的制备及其应用研究进展

气凝胶通常是指内部充满气体介质,外部为固体骨架,空间呈三维网络结构且由纳米聚合物链组成的多孔材料,由于其超低的密度、超高的孔隙率、超大的孔体积和超高比表面积等结构特点使气凝胶在催化、储能、环保、保温等领域得到了广泛的应用。对位芳纶纳米纤维(ANFs)是近年来开发的一种新型高分子纳米纤维材料,它既保留了宏观对位芳纶纤维的结构特性与优异的机械性能和热稳定性,同时,其独特的纳米尺度形态又赋予其新颖的物理化学特性,使其成为构建高性能复合材料极具潜力的“增强构筑单元”,将对位芳纶以纳米纤维的形式制成气凝胶材料,有望拓宽对位芳纶下游产品的应用范围。系统介绍了ANFs气凝胶的发展以及特性,归纳了ANFs气凝胶的主要制备方法,介绍了ANFs气凝胶在隔热材料、复合增强材料、吸附过滤等方面的应用,并对ANFs未来发展可能面临的挑战进行了展望。

PPTA锂离子电池隔膜材料研究进展

随着锂离子电池性能的不断提升,对隔膜的性能要求也越来越严格。传统的锂离子电池隔膜材料还存在许多亟待解决的问题,特别是与电池的安全性能方面相关的问题,因此则需要制备具有更加稳定的耐高温和更好机械强度的高分子膜材料。聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)由于其良好的亲水性、机械性能、耐热性和耐溶剂性,被认为是一类极具发展潜力的新型高性能隔膜材料。然而,如何将PPTA制成具有较高孔隙率的薄膜材料,是目前该领域面临的一大难题。从技术进步的角度,对锂离子电池隔膜制备技术的发展进行了详细的总结,并进行了技术对比分析PPTA电池隔膜的样式。研究表明,PPTA纳米纤维技术可以生产出厚度、孔隙率和电池性能都很好的锂离子电池的隔膜,表明其具有很好的应用潜力。

聚吡咯/凯夫拉中空纤维复合纳滤膜的制备及其染料脱盐性能

以同质增强型凯夫拉(PPTA)中空纤维膜为基膜,吡咯(Py)和三氯化铁(FeCl_(3))分别为反应单体和活化剂,采用化学气相沉积法制备了结构稳定、可控的聚吡咯(PPy)/PPTA中空纤维复合纳滤膜。采用FTIR、SEM、AFM、接触角测定仪以及固体表面Zeta电位仪对基膜和PPy/PPTA中空纤维复合纳滤膜的微观形貌、化学组成、亲水性、表面荷电性进行了表征。结果表明,经PPy气相沉积后,PPy/PPTA中空纤维复合纳滤膜表面形成具有图灵结构特征的分离层,并均匀覆盖膜表面。在0.6 MPa室温下,PPy/PPTA中空纤维复合纳滤膜具有较高的的脱盐性能,其顺序为R_(Na_(2)SO_(4))(93.59%)>R_(MgSO_(4))(91.58%)>R_(CaCl_(2))(83.45%)>R_(NaCl)(54.04%),同时对带负电染料表现出较高的截留率(˃98.82%)。当运行温度从25℃升高到90℃时,PPy/PPTA中空纤维复合纳滤膜的水通量较明显增加,而截留率几乎保持稳定,表现出优异的热稳定性,为纳滤膜在更高运行温度下处理染料废水提供指导。

对位芳香族聚酰胺复合纳滤膜制备及高温纳滤性能

本文以对位芳香族聚酰胺(PPTA)超滤膜为基膜,无水哌嗪(PIP)与1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)分别作为水相单体和油相单体,采用界面聚合法制得高通量耐热PPTA/PA复合纳滤膜.研究了反应条件对PPTA/PA复合纳滤膜高温纳滤性能影响,观察了复合纳滤膜表面形貌与致密层结构,考察了渗透通量、耐热性以及抗污染等性能.结果表明,当PIP浓度为15%wt,TMC浓度为2.5%wt,热处理温度和时间分别为60℃和8 min时,所得PPTA/PA复合纳滤膜对不同染料分子截留率可达95%以上,对二价盐截留率可达90%以上.在高温条件下,所得PPTA/PA复合纳滤膜表现出优良的染料脱盐性能,在刚果红染料与Na_(2)SO_(4)截留率保持在99%的同时,渗透通量可达50 L·m^(-2)·h^(-1)·MPa^(-1)以上.

聚合物/金属有机骨架复合膜制备方法及特种分离应用进展

金属有机骨架(MOFs)材料因其具有孔隙率高、比表面积大和孔道结构易调控等特点已成为近年来国内外研究的热点。将MOFs作为纳米颗粒添加剂引入高分子分离膜中,可使高分子分离膜在特种污水处理时同步获得高通量和高截留率,有望突破传统分离膜渗透性和选择性间相互制约的Trade-off效应。文中综述了常用于高分子分离膜掺杂的不同种类MOFs材料的特性,重点评述了聚合物/MOFs复合膜原位生长法、共混法、界面聚合法等制备方法及其特点,并简述了所得聚合物/MOFs复合膜在重金属离子污水、有机染料、海水淡化等特种分离领域的应用。此外,还指出了聚合物/MOFs复合膜进一步发展可能面临的机遇和挑战。

酯类添加剂对非溶剂致相分离法聚偏氟乙烯膜结构与性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为酯类添加剂,采用非溶剂致相分离(NIPS)法制备PVDF平板膜。通过扫描电子显微镜和膜孔径分析仪对PVDF膜的形貌和结构进行了分析和讨论,研究了不同比例DOP/DBP对PVDF膜结构与性能的影响。当m(DOP)/m(DBP)=2/1时,制备的PVDF膜水接触角为112.2°,油下水接触角为142.4°,煤油液滴可在1231.8 ms内完全浸润膜表面,说明该膜具有优异的超亲油疏水性。此外,纯油通量高达945.9 L/(m^(2)·h),油包水乳液分离效率可达99.3%,在油水分离方面具有广阔的应用前景。