功能化丝瓜络海绵新材料的制备及应用研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong500
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
海绵材料作为一种多孔弹性材料,具有良好的吸附性能,在吸附过滤等领域广泛使用。常用的海绵由发泡聚氨酯树脂或者纤维素纤维制成,也有存在于自然界的天然的海绵材料。其中,纤维素纤维海绵具有低成本、高效率、可再生的优点,且表面具有大量的活性基团如羟基、羧基等,这些基团使得纤维素纤维海绵具有良好的吸附功能,被很多研究者认为是一种非常有前景的吸附材料。目前,工业上含油废气的排放问题亟待解决,城市中油烟气体的污染日益严重。从提高处理效率和降低能耗的角度出发,物理吸附法在气体污染物的处理中显得尤为关键,海绵材料因其具有优良的吸附性质在物理吸附剂中广泛应用。对此国内外研究工作者做了很多的工作,例如制备一种超疏水多孔乙基纤维素可以用于去除油性污染物等。但是上述材料制备的方法存在体系设计复杂、步骤繁琐等问题,并且制备过程会产生废液污染环境。因此,在大量国内外研究报道基础上,考虑到绿色环保无污染的需求,本文提出了植物纤维素吸附材料制备的新思路,制备了亲水亲油的丝瓜络纤维素海绵材料,并开发了该类材料在厨房油烟气体吸附、捕光释氧等领域的新功能。本工作主要内容具体如下:(1)以天然丝瓜络为原料,将木质素和半纤维素脱除得到丝瓜络纤维素,利用FT-IR、XRD、TGA对该纤维素和原材料进行了对比分析。通过冷冻干燥技术制备了一种超亲水超亲油丝瓜络纤维素海绵材料,利用SEM对该材料与棉纤维材料进行微观形貌表征,结果表明所制备的丝瓜络海绵具有丰富的多级孔道结构。对该材料进行接触角测试,结果表明丝瓜络纤维素海绵在62 ms内将水和油完全吸收。采用丝瓜络纤维素海绵和棉纤维材料对去离子水和5种不同种类的油品进行吸附测试,结果表明丝瓜络纤维素海绵对不同溶剂的吸收倍率显著高于棉纤维材料,吸水倍率可以达到31.97 g/g,吸油性能对于三氯甲烷最佳,倍率可以达到35.03 g/g。对丝瓜络纤维素海绵材料进行油烟气体吸附测试,结果表明丝瓜络纤维素海绵的气体吸附性能显著优于棉纤维材料,同时基于纤维孔道结构的毛细效应对吸附机理进行了讨论。(2)以丝瓜络纤维素海绵为载体通过溶胶-凝胶法将TiO2进行气相沉积,得到了丝瓜络/TiO2/类囊体复合材料,并研究了材料的复合机理及其捕光释氧性能。首先通过气相溶胶-凝胶法在丝瓜络纤维素表面沉积二氧化钛纳米微球,继而利用丝瓜络纤维素表面的孔道结构将类囊体悬浮液吸附到材料表面,从而实现二氧化钛微球和类囊体有效复合。从SEM和TEM图中看到二氧化钛微球的直径大概在0.5-1.2 μm,类囊体的直径大概在0.2-0.5 μm之间。EDX、XRD测试方法证明了非晶态二氧化钛纳米微球和类囊体微粒达到了良好的复合效果。UV漫反射光谱分析和氧气气体检测仪的结果表明复合材料具有一定的捕光释氧性能。
其他文献
如今城市客运体系已经得到长足发展,但是依然不能满足城市居民多样化的出行需求,在这样的环境下,城市私家车群体中诞生了疑似营运车辆。疑似营运车辆指在没有获得营运许可的情况下私自载客牟取利益的私家车,这类车辆极大的影响了交通市场秩序以及社会和谐稳定。因此从私家车群体中找出疑似营运车辆并对其进行管控显得尤为重要。目前稽查疑似营运车辆的手段多以人工为主,不仅浪费了大量的人力资源并且效率低下。机动车电子标识(
随着移动互联网的高速发展,网上购物已经成为人们日常生活中的一部分。而面对电商平台提供的海量商品信息,如何为用户精确地检索到所需商品信息便成为了众多电商平台需要解决的关键问题。目前电商平台主要利用搜索引擎对用户的查询请求进行关键词的匹配,并将检索结果通过相关度大小进行排序后返回给用户。由于电商平台面向的用户具有很大的文化差异,不是每一个用户都能够比较清晰地通过查询请求文本描述出自己所需商品信息,光靠
云计算技术使得数据存储变得更高效便捷,越来越多用户将自己的数据加密后存储到云端。密文策略属性基加密(CP-ABE)是一种能保证细粒度访问控制的加密技术,避免了为不同的用户多次加密,在开放的网络环境中有广泛的应用前景。但是数据加密后使得数据搜索成为云计算中一项极具挑战性的任务。公钥可搜索加密(PEKS)提供了一种有效的方法来实现对存储在云中的加密数据的搜索。CP-ABE方案和PEKS方案的结合,可以
21世纪海上丝绸之路这一国家级顶层合作倡议,将极大地促进沿线国家和地区的经济发展,对于推动经济全球化具有深层次的意义。而集装箱班轮作为海上运输的重要载体,整个集装箱班轮航运系统会受到自身内部和外部环境多种风险因素影响,从而导致海运物流风险突出。因此本文主要从可靠性方面研究21世纪海上丝绸之路沿线的集装箱班轮航运网络抵御风险的能力。首先,根据复杂网络理论,以港口为节点,港口之间的航线为有向边,构造集
我国西部山区地形复杂,地势起伏较大,民航运输在西部综合交通运输体系中体现了其独特的优势,近年来西部地区民用机场项目新建或改扩建工程逐年增多。在复杂的地形条件下,为满足场地平整及机场净空要求,西部山区机场建设势必面临深挖高填问题。同时,我国西南地区岩溶地貌分布广泛,在已有机场建设项目中,由于岩溶地基处理不当导致的高填方边坡失稳问题相当普遍,并造成了严重的社会经济损失。此外,如何通过施工过程优化设计提
近年来行人检测和跟踪技术快速发展,在固定监控设备中得到了广泛的应用,但是仍然存在灵活性差、监控范围有限、成本高昂等问题。因此,通过无人机搭载监控设备采集图像,再对采集到的视频图像进行图像处理的技术逐渐兴起。为完成无人机视角下对行人的检测和跟踪任务,以无人机航拍视频图像中的行人为研究对象,研究了目标检测、多目标跟踪等感知算法以及人工神经网络模型优化算法,搭建了无人机视角下的行人检测和跟踪系统。本文的
设备到设备(device-to-device,D2D)通信是第5代移动通信支持物联网应用的核心关键技术之一,既能提供端到端服务,还能实现能效通信、迁移计算、迁移连接和高吞吐量。移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)通过将计算任务从智能设备迁移至边缘云服务器(edge cloud server,ECS)中处理,既能降低对设备的处理要求、成本和复杂度,也能降低处理时延,支持
云南地处偏远,25个少数民族长期聚居于重峦叠嶂之间,形成丰富的民族物质文化和营建智慧。作为少数民族典型建筑的云南土司衙署正是在云南这种复杂的山地环境中,自然发展起来的山地建筑院落组团,一方面汇集了民族文化的精华,同时兼具山地建筑和景观营造的特点。因其变化丰富的山地环境,在土司衙署发展的过程中,无论是在整体格局还是在院落内部景观的呈现上,都表现出其适应山地环境和与自然融合的营建智慧。本文从云南土司衙
工业机器人是一种高能耗设备,其能量效率极低,广泛应用于搬运、焊接、喷涂等场合中。节能减排的实际需求使得降低机器人的能耗成为提高控制精度之外的另一项重要任务。工业机器人的能耗具有多源性、复杂性和动态性,预测其实时功率具有较大难度。目前,几乎所有降低机器人能耗方面的研究把加速度的平方和、扭矩的平方和、机械能等作为目标函数,然而这些函数并不能准确地代表机器人的真实功耗。由于工业机器人控制器的开放性不够好
高压直流断路器作为直流输电线路保护系统里最重要保护执行单元,承担了开断直流输电系统故障电流、隔离故障的工作任务,与交流断路器相比,直流断路器开断的电流无自然过零点,故障电流上升快,开断难度也更大。目前混合式高压直流断路器综合了机械式断路器通流损耗小和固态式直流断路器开端速度快的优点,兼具无电弧、易扩展电压等级的优势,在高电压等级的直流输电系统中具有更好的应用前景。但混合式高压直流断路器组成结构复杂