光热功能型海绵吸油材料的制备及性能研究

为解决黏性油品的吸附问题,研究一种高性能吸油材料具有重要意义.采用浸涂法将聚氨酯(PU)海绵与金纳米粒子(AuNPs)结合,制备得到具有光热特性的AuNPs/PU海绵.使用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪(CA)对海绵吸油材料进行表征,并对其吸油性能进行了研究.结果表明:具有光热特性的AuNP s成功的附着在P U海绵表面.AuNP s/P U海绵与原油的接触角为24.31°,对原油的吸附能力可达自身质量的46倍,并具有良好的保油性和重复利用率.此外,该海绵还能通过AuNP s吸附光能转化为热能,进一步提高吸油能力,可实现对黏性油品的吸附.综上所述,AuNP s/P U海绵是一种综合性能优良的吸油材料.     

硬脂酸改性密胺树脂泡沫的制备及性能

通过简单的一步浸渍法将硬脂酸(SA)涂覆到具有3D多孔结构的密胺树脂(MF)泡沫表面,制备出可用于油水分离的疏水性泡沫。采用红外吸收光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)对SA改性泡沫的结构进行了表征,测试了SA改性泡沫的接触角,并且研究了其对不同油品的吸附性能以及循环使用性能。结果表明:SA成功涂覆到MF泡沫表面上,与水的接触角由0°增加到147°,对不同油品的吸油倍率达到22~30(m/m),并且通过挤压的方式循环使用,说明制备的SA改性泡沫具有良好的疏水性、优异的油吸附能力和循环使用性能。     

高吸油性能软质聚氨酯泡沫的合成研究

以聚醚多元醇(N220、N330)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,采用一步发泡法,合成一种泡沫质地柔软、泡孔结构较好且具有较高吸油性能的软质聚氨酯泡沫.研究了催化体系、TDI指数、物理发泡剂、聚醚多元醇、水、泡沫稳定剂等对泡孔结构和吸油性能的影响.得到了最佳工艺配方,即:聚醚多元醇100份,TDI指数103%, A33为4.8份,辛酸亚锡(T9)0.8份,泡沫稳定剂为4份,物理发泡剂(141b)20份,水10份.制得的泡沫结构较好时,对原油的吸油倍率为35 g/g.     

发泡聚丙烯泡沫的吸油特性研究

发泡聚丙烯泡沫是一种性能卓越的复合材料,具有许多优越的特性,可用于吸附水体中的油类物质。文章测试了发泡聚丙烯泡沫的油水选择性、吸附动力学、对不同油品的吸附性能,并对发泡聚丙烯泡沫的重复利用性、耐温性以及对水面浮油的去除效果进行了研究。实验结果表明:发泡聚丙烯泡沫具有很好的亲油疏水性,其对柴油的吸附符合伪二级吸附动力学方程,其饱和吸附倍率为9.5g/g,饱和吸附时间为22min;发泡聚丙烯泡沫具有很好的重复利用性;吸油速率随着温度升高而加快,但温度对其饱和吸油倍率影响较小;发泡聚丙烯泡沫对水面浮油去除效果良好,在处理含油污水方面具有广阔的发展前景。     

柚子内皮热解改性及其吸油性能研究

以柚子内皮为原料,采用热解制备吸油材料,研究了材料的化学结构和微观形貌,考察了不同温度下热解柚子内皮对机油、橄榄油和菜籽油的吸油性能﹒研究表明,随着温度不断升高,柚子内皮中的半纤维素、纤维素和木质素相继热解,微孔得到增大,但在500℃下热解微孔将坍塌;对于3种油品,400℃下处理3 h时内皮颗粒的吸油倍率最高,若再延长改性时间和升高温度均会降低吸油倍率;在循环使用10次后,未热解处理和400℃下处理5 h的内皮颗粒对机油、橄榄油和菜籽油的吸油倍率分别降低了43.04%、42.11%、33.05%以及41.36%、34.92%、28.54%,热解改性提高了内皮颗粒的循环使用能力﹒     

常压等离子体对聚乳酸非织造材料的改性处理

采用常压氩气介质阻挡放电(DBD)等离子体对聚乳酸(PLA)纺黏非织造材料进行表面改性处理,以提高材料的亲水和染色性能.考察了等离子体处理电压对PLA非织造材料的表面形貌、接触角、芯吸高度、表面化学成分、染色性能以及拉伸断裂强力的影响规律.研究结果表明:经氩气DBD等离子体处理后,PLA非织造材料的表面粗糙度明显增加;随着等离子体处理电压的增加,PLA非织造材料的接触角先减小后增加,当处理电压为200 V时,接触角达到最小值,此时材料的芯吸和染色性能的提高最显著.     

紫外光引发的玉米淀粉在软材料表面的改性

以玉米淀粉作为改性剂、二苯甲酮（BP）做光引发剂对聚合物材料表面进行紫外光偶合反应,用X-射线电子能谱(XPS)、水接触角(CA)和扫描电子显微镜(SEM)对改性后的聚合物表面进行了结构和性能表征。结果表明,玉米淀粉被固定到CPP膜表面的最佳条件为0.03g/L玉米淀粉、1.0g/L BP、12.0mW/cm²光强和8min光照时间。玉米淀粉改性后的CPP膜的接触角可由105.0°变为66.3°。随着玉米淀粉的初始浓度的增加,改性CPP膜的表面水接触角先随之下降然后略有上升;延长光照时间和增加光强均会使玉米淀粉改性的CPP膜的表面水接触角随之下降。玉米淀粉改性后的CPP膜的表面形成了一定规则形状的颗粒结构。     

锂离子电池正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的碳包覆研究

以过渡金属乙酸盐和氢氧化锂为原料,采用共沉淀方法制备了锂离子电池富锂正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2并对该材料进行表面包碳.X射线衍射技术(XRD)、扫描电子显微技术(SEM)实验数据表明,该材料具有层状α-NaFeO2 结构.包碳后材料结构没有变化,表面覆盖上一层纳米级别的颗粒.电化学性能测试结果表明该材料包碳后在0.1 C (1 C＝180 mA/g),2.0 ～ 4.8 V电位范围内首次放电比容量高达259.0 mAh/g.包碳后首次放电比容量,倍率性能,循环性能均得到提高.采用电化学阻抗谱(EIS)研究包碳前后该材料的传荷阻抗,结果显示碳包覆材料的传荷阻抗明显减小,电子电导率得到提高,从而提高电化学性能.     

改性花生壳纤维素复合高吸油树脂的合成及性能

利用过氧酸法提取花生壳中的纤维素,利用两种不同的改性剂对所提取的花生壳纤维素的表面进行疏水改性。以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体,利用悬浮聚合法制备了花生壳纤维素复合高吸油树脂。通过进行正交实验确定分散剂、交联剂、引发剂及改性花生壳纤维素的用量。该复合树脂对四氯化碳、三氯甲烷及甲苯的最大的吸油倍率分别达到了52.36 g/g,45.28 g/g,32.62 g/g。对改性前后的纤维素进行红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及动态疏水性分析;并对复合高吸油树脂进行扫描电镜(SEM)和热重(TGDTA)分析。     

碳纳米管改性密胺海绵的制备及其吸油性能

为了解决由于石油泄漏以及有害化学试剂的排放带来的环境问题,吸油材料应运而生.以密胺海绵作为基体,通过溶液浸渍法,将碳纳米管包覆在海绵骨架上,以提高海绵在油水混合系统中的选择性.利用扫描电镜、热重分析仪、接触角测试仪对改性海绵进行表征.研究不同处理条件对氧化碳纳米管分散性能的影响,以及改性后密胺海绵在不同油品中的吸油能力.结果表明,氧化碳纳米管处理的最佳工艺条件为:在氨水/乙醇体积比为5∶1的条件下超声5 h.改性海绵的水接触角为134°,对柴油、泵油的吸收能力均超过80 g/g,循环利用9次之后,吸油能力下降不超过5%.     

Modification and investigation of silica particles as a foam stabilizer

As a solid foam stabilizer, spherical silica particles with diameters ranging from 150 to 190 nm were prepared via an improved Stöber method and were subsequently modified using three different silane coupling agents to attain the optimum surface hydrophobicity of the particles. Fourier transform infrared (FTIR) spectra and the measured contact angles were used to characterize the surface properties of the prepared particles. The foam stability was investigated by the foam drainage half-life and the expansion viscoelastic modulus of the liquid film. The results demonstrate that all of the modified silica nanoparticles effectively improve the foam stability. The surface hydrophobicity of the modified particles is found to be a key factor influencing the foam stability. The optimum contact angle of the particles lies in the approximate range from 50° to 55°. The modifier molecular structure used can also influence the stabilizing foam property of the solid particles. The foam system stabilized by (CH₃)₂SiCl₂-modified silica particles exhibits the highest stability; its drainage half-life at maximum increases by 27% compared to that of the blank foam system and is substantially greater than those of the foam systems stabilized by KH570- and KH550-modified particles.     

取心工具用大尺寸疏水吸油海绵的制备与吸油性能研究

海绵取心工具（取心衬筒）中一种关键材料是高吸油海绵，为了满足钻井取心的使用需求，需要制备大尺寸、超疏水的吸油海绵。利用多巴胺（DA）氧化自聚（以NaIO₄为氧化剂）以及聚多巴胺（PDA）与疏水剂（十八胺，ODA）的反应，采用一步和两步浸涂法对小尺寸（30 mm×30 mm×10 mm）和大尺寸（910 mm×400 mm×10 mm）商用三聚氰胺海绵进行疏水改性；利用扫描电子显微镜（SEM）观察改性海绵的表面形貌，并测定其水接触角和吸油性能。结果表明：改性海绵表面形成了PDA粒子，两步法所得改性海绵的表面粒子细密、均匀；增大DA的质量浓度和提高氧化剂含量，海绵表面PDA粒子增多。确定了海绵改性的最优条件：DA质量浓度为4~6 mg/mL，DA与NaIO₄的质量比为1：1，海绵在ODA溶液中的浸泡时间为2~4 h。在小尺寸样品研究结果的基础上，将大尺寸海绵在DA溶液中浸泡1 min，在空气中放置2 h，然后与ODA溶液反应4 h进行改性，所得大尺寸改性海绵的表面水接触角为152.6°，10 s时吸油量达90 g/g，并且多次吸油、析油后仍保持较高的吸油量和解析率，可以满足取心衬筒的使用要求。     

活性炭疏水改性及其在高湿环境下对气态碘的吸附性能研究

为了提高活性炭在高湿地区对气态碘的吸附性能,采用十三氟辛基三乙氧基硅烷为疏水改性剂,椰壳活性炭为载体,对活性炭进行疏水改性。首先利用接触角分析仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、比表面积分析、能谱分析(energy dispersive spectroscopy,EDS)等手段表征其结构和疏水性能。然后通过气态碘的吸附实验探究改性活性炭在高湿环境下对气态碘的吸附性能,同时考察了温度、速度对其吸附性能的影响规律。表征结果表面,改性处理后的活性炭对水的静态接触角为152°疏水性良好,扫描电子显微镜、能谱分析均证实活性炭表面覆盖了疏水薄膜且疏水改性对活性炭的孔隙结构影响小。实验结果表明,改性后的活性炭具有良好的选择吸附性。环境湿度的增加对活性炭吸附性能影响较小,随湿度增加活性炭对气态碘的吸附量仅下降了20.02%,而改性前的活性炭吸附量下降了78.26%,改性前后最大吸附系数差值为99.94 mg/g。气流温度、速度和压力对吸附性能产生一定影响,过高的温度和速度会使活性炭的吸附能力下降,压力的增加会使活性炭的吸附能力上升。     

氧化锌纳米线阵列/泡沫石墨烯电化学检测左旋多巴

采用化学气相沉积法以泡沫镍为模板制备三维多孔网状泡沫石墨烯( GF),利用水热法在其表面垂直生长氧化锌纳米线阵列( ZnO NWAs),得到三维形貌的ZnO NWAs/GF复合材料.采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱等测试方法对该复合材料进行了表征.结果表明：制备的石墨烯层数较少且纯净无缺陷. ZnO NWAs垂直于三维GF表面且尺寸分布均匀.利用电化学方法用ZnO NWAs/GF检测左旋多巴( LD ).电化学测试结果表明, ZnO NWAs/GF在线性范围为0~80μmol·L-1内检测LD时,检测灵敏度为0.41μA·(μmol·L-1)-1,且具有良好的重复性和稳定性.在尿酸( UA)干扰下,ZnO NWAs/GF对检测LD有很好的选择性.     

碳/氧化锌纳米线阵列/泡沫石墨烯电化学检测叶酸

通过化学气相沉积法制备三维(3D)泡沫石墨烯(GF),然后利用水热合成法在泡沫石墨烯表面生长氧化锌纳米线阵列(ZnO NWAs),再利用化学气相沉积法在其表面沉积碳(C),得到碳/氧化锌纳米线阵列/泡沫石墨烯(C/ZnO NWAs/GF)复合材料.用该复合材料做电极,采用电化学方法检测叶酸(FA).结果表明,三维泡沫石墨烯具有和模板泡沫镍一样的三维孔状结构,ZnO NWAs均匀且垂直地生长在泡沫石墨烯表面,碳沉积在ZnO NWAs表面.在线性范围为0~60 μmol·L-1内,C/ZnO NWAs/GF电极检测FA时,灵敏度为0.13 μA·μmol-1·L,且在尿酸(UA)干扰下检测 FA具有良好的选择性.C/ZnO NWAs/GF电极有良好的稳定性和重复性.     

十六烷基三甲基溴化铵和3种十二烷基阴离子表面活性剂复配驱油体系的性能

研究3种不同亲水基结构的阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠(sodium alkyl benzene sulfonate,ABS)、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)、十二烷基羧酸钠(sodium dichloroisocyanurate,SDC)）与阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(cetyltriethyl ammonium bromide,CTAB))的复配体系的性能,考察复配体系的相容性、泡沫量、泡沫稳定性、接触角、表面张力和界面张力.研究结果表明,阴阳离子复配体系在摩尔比接近1∶1时,整个体系的泡沫性能下降,表面张力和界面张力趋于最大值,接触角趋于最小;在SDC-CTAB体系中,当w(CTAB)=10%~30%时,复配体系和胜利油田的原油形成超低界面张力.     

微波辐射活化胶粉改性沥青作用机理分析

经微波辐射对胶粉进行活化后,于实验室制备胶粉改性沥青.通过接触角等化学分析方法研究微波辐射活化胶粉的机理;利用扫描电子显微镜等微观测试手段分析活化胶粉改善沥青性能的机理.结果表明:活化后胶粉表面接触角、平衡溶胀率、表面羟基含量、含氧基团均增加,使得胶粉表面活性大大加强,活化胶粉改性沥青的结构更加均匀和致密,因而性能更优越.     

ADDP改性纳米碳酸钙及其在PP塑料中的应用

用磷酸酯表面活性剂改性纳米碳酸钙，测定了改性前后CaCO3吸油率、接触角、糊粘度、粒径分布的变化情况；考察了聚丙烯中不同的CaCO3填充量对塑料的冲击韧性、断裂伸长率、拉伸强度等性能的影响．结果表明：CaCO3改性后吸油率降低，与水的接触角增大，糊粘度减小，分散粒径变小；改性CaCO3的增加提高了聚丙烯的冲击韧性和拉伸强度。     

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为了提高对废水中Cr （Ⅵ）的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr （Ⅵ）溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr（Ⅵ）的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜（scanning electron microscopy）、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy）、X射线衍射（X-ray diffraction）等方法对原炭（biochar）和改性生物炭（modified biochar）进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。