六环石粉体在紫外光固化涂料中的应用研究

为打破传统有机涂料在应用中的局限性,并增加其功能性,针对具有释放负氧离子功能的保健涂料进行了研究。通过共混法将无机材料六环石粉体加入到紫外光固化涂料中,制备出性能良好的负离子功能保健涂料,并将其用于朴木地板的表面涂饰。同时,采用正交试验法考察了该涂料的涂布量、辐射能量及六环石粉体添加量对涂膜理化性能和负离子释放量的影响。结果表明:主要影响涂层耐磨性能的因素是辐射能量,主要影响负离子释放量的因素是涂布量。当涂料的涂布量为40 g/m^(2),辐射能量为200 mJ/cm^(2),六环石粉体的添加量为15%时,制备的涂料性能较优,其漆膜附着力等级为1级,硬度为4H,磨耗量为0.11 g/100 r,负离子释放量为795个/cm^(3)。

沙柳/麦秸复合纤维地膜制备与性能研究

主要研究沙柳纤维与麦秸纤维的质量比对共混干膜的力学性能的影响规律,以及添加助剂对其干、湿抗张强度的影响。采用化学机械打浆法将沙柳纤维与麦秸纤维制备成可降解地膜,同时测定了复合地膜对水的接触角的影响。结果表明:当沙柳纤维的叩解度为40°SR、麦秸纤维的叩解度为50°SR、沙柳浆液和麦秸浆液的质量比为7∶3时,所制备的60 g/m^(2)复合地膜原膜,其干抗张强度为2.50 kN/m,撕裂度为540 mN。在此基础上,在其浆液中添加阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)和烷基烯酮二聚物(AKD),探究助剂对其力学性能与抗水性能的影响。结果表明:在浆液中添加1.5%CPAM、1.5%PAE和0.4%AKD后,复合纸基地膜干抗张强度达到3.24 kN/m,湿抗张强度为1.27 kN/m,水接触角为109.7°。

硝酸改性沙柳纤维状活性炭的制备及其吸附性能研究

研究了硝酸改性沙柳纤维状活性炭对油的吸附能力。通过单因素试验探讨了浸渍浓度、浸渍比、浸渍时间三个因素对其吸油能力的影响,并使用SEM和BET表征了改性前后沙柳纤维状活性炭的形貌及孔结构变化,确定了优化改性工艺。结果表明:当硝酸溶液的浓度为70%,浸渍比为1∶30,浸渍时间为36 h时,所制备沙柳纤维状活性炭的性能最好,其吸附量达到7.88 g/g,是未改性沙柳纤维状活性炭吸油量的1.38倍。

亲油疏水型沙柳纤维状活性炭的制备及性能研究

以沙柳纤维为原料,通过磷酸氢二铵活化制备沙柳纤维状活性炭(沙柳ACF),按特定比例与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合制备亲油疏水型沙柳纤维状活性炭(ACF_(PDMS))材料,利用单因素实验对制备工艺进行优化,研究了PDMS溶液质量分数、浸渍比、浸渍时间对ACF_(PDMS)接触角、油水分离率的影响。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、界面张力测定仪分别测定了ACF_(PDMS)的表面形貌、官能团、晶体结构及接触角并分析其疏水性能。结果表明:在PDMS溶液质量分数为45%、浸渍比为1∶2.5、浸渍时间为12h条件下ACF_(PDMS)疏水效果最好,接触角可达152.4°;在PDMS溶液质量分数为45%,浸渍比为1∶2,浸渍时间为12h时,ACF_(PDMS)的油水分离率达89.4%,分离效果明显。

g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能研究

高温缩聚法合成g-C_(3)N_(4)和水热法制备的BiOCl,在室温下通过简单的物理搅拌使片层状g-C_(3)N_(4)附着在菊花状的BiOCl上,控制g-C_(3)N_(4)的质量分数分别为5%、10%、15%、20%和25%,合成g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合光催化剂。通过扫描电镜(SEM)、EDS能谱和BET比表面表征方法,揭示了g-C_(3)N_(4)/BiOCl复合光催化剂的微观结构;紫外-可见光(UV-Vis)结果显示g-C_(3)N_(4)/BiOCl可将光吸收范围延伸到可见光范围,其中BiOCl/CN-10具有更窄的禁带宽度;荧光光谱(PL)证实BiOCl/CN-10抑制光生载流子的复合能力最强;同时对g-C_(3)N_(4)/BiOCl降解染料废水罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)的光催化能力进行了评估,结果表明g-C_(3)N_(4)/BiOCl对RhB具有优异的光催化降解能力,其中BiOCl/CN-10在光反应40min时就达到了97.23%,其光催化性能远远优于纯BiOCl。BiOCl/CN-10优异的光催化性能可能是由于g-C_(3)N_(4)与BiOCl形成p-n的异质结可促进更多的光生电子定向转移,使催化剂中更多的活性位点参与光催化氧化反应,从而有效提高光催化活性。

全降解植物纤维地膜在农业环境领域的研究动态

地膜在我国农业生产中发挥着重要作用,能够促进作物的生长发育,提高农业生产力。然而随着地膜的广泛应用,其造成的环境问题日益严重。近年来,伴随着可降解材料的不断开发与膜材料加工工艺的不断更新,为全降解植物纤维地膜的发展提供了契机。本文就纤维地膜出现的背景、现状、面临的问题及未来的发展趋势进行了分析与探讨。随着制备工艺的不断改进和人们对于环境问题的愈渐关注,植物纤维地膜将成为未来农业新材料发展的重要领域。

羧甲基化沙柳木粉膜吸附四环素性能研究

以沙柳木粉(SPP)为原料,采用氢氧化钠、氯乙酸和无水乙醇对SPP进行羧甲基化改性,制得羧甲基化沙柳木粉(CMS),经过1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐溶解后,通过刮膜法制得羧甲基化沙柳木粉膜(CMSM)。采用红外光谱仪(FTIR)分析SPP和CMSM结构,运用扫描电镜(SEM)对吸附前后CMSM的表面形态进行表征。考察吸附条件对CMSM吸附四环素(TC)性能的影响,确定CMSM的吸附动力学、吸附等温线,探讨CMSM的吸附机理。吸附结果显示:当吸附温度为25℃,吸附时间为2 h,pH值为6,TC溶液初始浓度为1200 mg/L时,CMSM对TC的吸附量达到最大,为340 mg/g。CMSM对TC的吸附动力学同时符合准一级和准二级动力学模型,满足Freundlich吸附等温线模型,属于物理吸附和化学吸附并存的多分子层吸附。

醋酸纤维素/聚丙烯腈纳米纤维薄膜的制备与性能表征

纳米纤维薄膜因其特殊的构成和易于调控的表面结构而成为疏水改性的研究热点。静电纺丝技术制备纳米纤维具有成本低廉、工艺简单的特点而被广泛应用。通过静电纺丝技术将适当比例的醋酸纤维素(CA)和聚丙烯腈(PAN)进行物理混纺,获得了一种结构和性能都优异的复合纳米纤维薄膜。结果表明:CA/PAN纳米纤维薄膜的最大水接触角为122°,最大吸油系数为8.93g/g,且具有超高的水粘附性。

羧甲基改性沙柳木粉膜吸附Cd^(2+)的性能研究

沙柳木粉(SPP)经醚化反应制备成羧甲基沙柳木粉(CMS)。将CMS溶解到1-丙烯基-3-甲基咪唑氯盐(AMIMJCI)和二甲基亚砜(DMSO)中,采用聚乙烯醇(PVA)为成膜剂,制备羧甲基沙柳木粉膜(CMSM)。探究在不同吸附条件下CMSM对Cd^(2+)的吸附性能。采用FTIR、SEM、XRD和XPS对CMSM进行表征。吸附结果表明:Cd^(2+)初始浓度为800mg·L^(-1),pH值为5,吸附时间105min,吸附温度35℃时,CMSM对Cd^(2+)的吸附效果最佳。表征结果表明:0-H、-COOH、-C-O-C-、-CH_(2)、-NH_(2),基团参与吸附Cd^(2+)的反应。CMSM表面比较疏松,有孔隙,成狭缝型。CMSM晶体内部变得蓬松,Cd^(2+)更容易被CMSM吸附。CMSM对Cd^(2+)的吸附属于多分子层吸附,同时存在化学吸附和物理吸附,且以化学吸附为主,准二级动力学模型和Freundlich等温线模型与其吸附过程相符合。

石墨烯/纳米纤维素修饰的碳纳米纤维的制备及其性能研究

采用静电纺丝技术,以聚丙烯腈(PAN)为前驱体、氧化石墨烯(GO)和纳米纤维素(CNFs)为改性添加剂,经过预氧化和碳化处理制备多功能型复合碳纳米纤维膜,考察了不同GO和CNFs质量分数以及碳化温度对复合纤维膜理化性能的影响。结果表明,随着GO和CNFs质量分数的不断提高,复合纤维膜的疏水性能和导电性能均单调递增,在m(GO)∶m(CNFs)=1∶2、GO质量分数为4%时,复合纤维膜水接触角达到142.98°,与纯PAN碳纳米纤维膜相比提高近1倍;电导率为1.894 S/cm,比原来提升207%;吸油系数在GO质量分数为3%时达到最大,继续添加改性剂,吸油性能反而出现下降趋势。

纳米纤维素修饰的碳纳米纤维制备及其疏水性研究

为拓展碳纳米纤维在环境清洁领域的应用,提高碳纳米纤维的水接触角,改善膜表面的疏水性能,获得疏水性较好的碳纳米纤维薄膜,利用静电纺丝法将纳米纤维素(CNFs)与碳纳米纤维前驱体复合,获得具有低表面能和良好疏水性能的纳米碳纤维/纳米纤维素复合纤维膜。通过对纳米纤维素含量进行调控,经预氧化和碳化处理后得到一系列具有规则三维空间网络结构的复合纤维膜,并探究不同纳米纤维素含量对复合纤维膜疏水性能的影响。结果表明:纳米纤维素修饰复合纤维膜随着碳化程度的提高其表面能呈现逐渐降低的趋势,其对水的接触角也逐渐增大,疏水效果得到较大幅度提升。随着纳米纤维素含量继续增加,复合纤维膜的水接触角呈上升趋势,未添加前接触角为36.13°,当纳米纤维素添加质量为20%时,水接触角最大为132.14°,提高了366%。

APP/ZB协效阻燃发泡木塑复合材料性能研究

为了拓宽发泡木塑复合材料(FWPC)的功能性,以沙柳木粉、高密度聚乙烯(PE-HD)为主要原料,纳米炭黑(Nano-CB)为导电填料,聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)作为阻燃剂和抑烟成分进行复配,采用发泡工艺和模压法制备阻燃抗静电型发泡木塑复合材料。研究APP/ZB协效阻燃剂质量比对FWPC力学性能、阻燃抑烟性能及热稳定性能的影响。结果表明:当APP/ZB总加入量为20%,质量比为4∶1时,FWPC的各项性能相对较优,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度分别为30.11MPa、2636MPa、14.65MPa和3.72kJ/m^(2),氧指数达27.3%,属难燃级别;与单独加APP时相比,力学性能降低,烟释放速总量降低11.93%,CO产率峰值和平均CO产率分别降低80.6%和49.3%,总失重率从63.53%降至61.42%,热稳定性能提高;FWPC燃烧后炭层表面凹凸不平,复合材料的阻燃和抑烟性能得到提升。

六环石改性杨木木材的制备

为提高木材利用率,改善人工速生林密度低、强度低、易皱缩变形等不足,本文以人工速生杨木为研究对象,以内蒙古自治区特有的矿物六环石为改性材料,采用真空加压浸渍改性技术将六环石注入木材中,并对改性材的性能进行测试与表征。结果表明:六环石改性杨木木材的最佳浸渍次数为8次,单次浸渍工艺为真空浸渍120 min,常压浸渍5 min,再进行绝干处理。改性后的木材其平均增重率及吸液率分别为15.33%和146.37%,较素材的气干密度和全干密度分别提高了23.25%和21.95%。研究结果为改性材的制备和利用提供了新思路。

碳量子点调节植物光合固碳研究进展

系统阐述了碳量子点(CDs)调节光合作用的机理及其促进碳水化合物积累的应用,分别从CDs调控光合作用增加叶绿素含量、加速电子传递、提高Rubisco酶活性3个方面进行了总结。CDs的应用可促进植物叶绿素的合成并提高植物对光能的捕获能力,加速光合电子的传递速率,进而加快光合作用中光能向活跃的化学能转化;同时可以增加光合作用暗反应中Rubisco酶活性促进碳水化合物的积累。概括了CDs调控光合作用促进植物生长的研究进展,为今后CDs在生物固碳领域的应用提供理论依据。

沙柳/PE-HD发泡木塑复合材料的制备及性能研究

以高密度聚乙烯(PE-HD)、沙柳木粉为原料,KH550为界面相容剂,偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,ZnO、Nano-CaCO_(3)为发泡助剂,采用模压法制备沙柳/HDPE发泡木塑复合材料(FWPC),研究制备工艺对FWPC性能的影响。结果表明:FWPC较优的制备工艺为AC、ZnO和Nano-CaCO_(3)的加入量分别为1.5%、20%和3%,此时FWPC的力学性能和动态热机械性能相对较高,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度分别为28.91MPa、2178MPa、14.44MPa和3.80kJ/m^(2)。

高吸附量纤维素膜的制备及其对Pb2+的吸附性能

以纤维素为原料,氢氧化钠、尿素、硫脲为溶剂体系制备纤维素膜,研究凝固浴的种类、H2SO4体积分数、凝固温度和凝固时间对纤维素膜吸附Pb2+的影响。采用准二级动力学模型研究吸附速率的快慢;采用SEM、比表面积和平均孔径、FTIR和XRD分析纤维素膜的结构和吸附机理;采用TG对纤维素膜的热性能进行分析。结果表明,以体积分数为7%的H2SO4为凝固浴、凝固温度为40℃、凝固时间为120min时,纤维素膜对Pb2+的吸附量达到最大,为343.0mg/g。纤维素膜吸附Pb2+符合准二级动力学模型。纤维素膜由表面致密变为含有孔洞的结构,吸附Pb2+后孔洞被填满,纤维素膜中的C=O键和N—H键与Pb2+产生螯合作用。纤维素膜中部分纤维素结晶型由Ⅰ型转变为Ⅱ型,结晶度降低;纤维素膜的热稳定性高于纤维素。

沙柳/聚乙烯醇复合凝胶的溶胀性能

采用湿法纺丝合成沙柳木粉/聚乙烯醇复合水凝胶(SPS)。研究了溶胀时间、温度、pH、离子强度对SPS溶胀的影响以及水凝胶的溶胀动力学和吸附Hg^(2+)吸附动力学。采用SEM、FTIR、TG对SPS结构进行表征。结果表明,SPS形成了多孔网络结构,具有较好的热稳定性。pH为5,溶胀时间20 min时,溶胀度达到8.4 g/g。当溶胀温度为75℃,离子强度为0.02 mol/L时,溶胀度最大分别为21.8,12.5 g/g。SPS溶胀的初始阶段与Fickian扩散拟合较好;对整个阶段拟合,符合Schott模型。对Hg^(2+)的吸附符合准二级动力学模型,吸附容量为425.9 mg/g。

沙柳/聚乙烯醇新型水凝胶复合膜的制备及性能研究

采用湿法纺丝合成新型沙柳木粉(SPP)/聚乙烯醇(PVA)水凝胶复合膜(SPPM)。研究凝固浴时间、硫酸浓度对SPPM吸附Hg^(2+)吸附量与力学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、比表面积和平均孔径、红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)等手段分析SPPM的结构和吸附机理;采用热重(TG)对SPPM的热性能进行分析。结果表明:凝固浴时间为1h,H_(2)SO_(4)浓度为7%时最佳,吸附量为421mg/g。SPPM具有较好的孔道结构,吸附性能良好且可重复利用5次以上,并具有较大的比表面积以及良好的热稳定性。SPPM的Hg^(2+)吸附过程符合伪二级动力学模型和Freundlich等温线模型。

木塑复合材料老化机理及耐老化性能提升研究进展

木塑复合材料在使用环境中会发生老化降解,直接影响其使用寿命,因此解析木塑复合材料的老化机理、提升其耐老化性能具有重要意义。文中从老化测试方法的角度综述木塑复合材料在自然老化、湿热老化、热氧老化、光老化、溶液老化、霉变腐朽菌老化以及冻融循环老化过程中的老化机理,从化学添加剂、物质填料以及其他工艺方式3个方面综述木塑复合材耐老化性能提升的途径,并针对当前研究中存在的问题展望了相关领域的研究趋势,以期为进一步系统研究木塑复合材老化降解机理、提升耐老化性能提供科学依据。

木基复合材料研究现状

木基复合材料具有良好的机械性能和可加工性,是现阶段我国木材科学与技术领域开发和研究的主要对象。首先根据不同的组合形式和应用总结出3种木基复合材料,即木塑复合材料、木基陶瓷材料和木材无机纳米复合材料。同时,梳理了其在生物可降解材料、新型环保材料、新型阻燃材料、生物基热塑性等领域的研究进展,并针对现有木基复合材料制备和应用方面存在的问题,展望其研究趋势和应用前景,旨在为进一步提高木基复合材料的研究提供科学依据。