【摘 要】
：
室内空气质量直接关乎人体健康,甲醛属于室内空气质量标准严控污染物之一。室内甲醛浓度低但危害大,对于大风量低浓度甲醛治理,吸附技术是主流技术之一,吸附材料又是该技术的核心。但现有吸附材料存在甲醛吸附量和吸附速率偏低问题,为了解决这一问题,本文合成具备刚性结构的环糊精多孔有机聚合物材料（Porous Organic Polymers,POPs）以及氮氧官能化修饰的金属有机骨架材料（Metal Orga
论文部分内容阅读
室内空气质量直接关乎人体健康,甲醛属于室内空气质量标准严控污染物之一。室内甲醛浓度低但危害大,对于大风量低浓度甲醛治理,吸附技术是主流技术之一,吸附材料又是该技术的核心。但现有吸附材料存在甲醛吸附量和吸附速率偏低问题,为了解决这一问题,本文合成具备刚性结构的环糊精多孔有机聚合物材料（Porous Organic Polymers,POPs）以及氮氧官能化修饰的金属有机骨架材料（Metal Organic Frameworks,MOFs）,并研究它们对低浓度甲醛的吸附动力学和吸附相平衡,结合模拟分析其吸附机理,并进一步对MOFs材料进行静电纺丝成型制得吸附过滤复合膜材料,考察甲醛吸附净化和颗粒过滤性能。论文研究具有极其重要的应用价值和研究意义。1)制备了具有介孔结构的环糊精聚合物P-CDP材料,并考察其对低浓度甲醛的吸附相平衡和动力学及其吸附机理。结果表明:在303K下,P-CDP对1 ppm和10 ppm的甲醛吸附容量分别达2.52和4.44 mg/g,前10分钟其对1 ppm甲醛的平均吸附速率是商业椰壳活性炭的9.11倍,达0.17 mg·g-1·min-1,可实现在室温下对室内低浓度甲醛的快速长效吸附净化,与已报道的甲醛吸附剂相比,其吸附速率处于同期报道先进水平。经5次甲醛吸-脱附循环后吸附容量和吸附速率无明显差异,具有良好的循环稳定性。P-CDP中含氧基团对甲醛的氢键和静电相互作用是其快速吸附的主要原因。2)合成了UiO-66以及羟基和氨基官能化的UiO-66-（OH）2和UiO-66-NH2材料,探究了官能团修饰对UiO-66系列材料吸附甲醛性能影响差异,测试结果表明:氨基和羟基官能团修饰均有效提高了UiO-66系列材料的吸附性能,但对不同浓度甲醛的吸附促进效果具有差异。在1 ppm的低浓度下,羟基的促进效果最明显,UiO-66-（OH）2能对1ppm甲醛快速吸附,前10分钟平均吸附速率达0.29 mg·g-1·min-1,吸附容量达9.16mg/g,与之相比,UiO-66-NH2、UiO-66对1 ppm甲醛的吸附容量仅为1.65和1.09 mg/g;在10 ppm的较高甲醛浓度下,氨基促进甲醛吸附性能略高于羟基,UiO-66-（OH）2、UiO-66-NH2、UiO-66对10 ppm甲醛吸附容量分别为12.25、14.17和3.75 mg/g。分子模拟结果表明:UiO-66主要通过Zr金属簇的μ3-OH与甲醛分子形成氢键作用,与甲醛的吸附结合能最低;UiO-66-NH2主要通过氨基与甲醛形成较强氢键作用;而UiO-66-（OH）2通过羟基与甲醛之间形成的氢键和C-H···O相互作用,且由于空间位阻小,吸附区域密集,整体骨架对甲醛的吸附结合能最高,因此其对低浓度甲醛的捕获能力最强。但是UiO-66-（OH）2吸附位点较少,限制了吸附容量的进一步提高,因此对10 ppm甲醛的吸附容量要低于UiO-66-NH2。3)合成了MOF-74和MIL-101-NH2材料,研究两者对甲醛的吸附性能及其作用机理。不饱和金属位点丰富的MOF-74和MIL-101-NH2吸附性能远强于同配体的UiO-66-（OH）2和UiO-66-NH2,其中MOF-74对1ppm甲醛的吸附容量达60.40 mg/g,分配系数为20.13 mol·kg-1·Pa-1,前10分钟平均吸附速率达0.53 mg·g-1·min-1,是目前针对低浓度甲醛吸附性能最优的多孔材料之一。分子模拟显示:MOF-74通过Mg不饱和金属位点与甲醛产生静电相互作用,其吸附作用要强于UiO-66-（OH）2中羟基与甲醛的作用,同时甲醛分子被集中吸附在MOF-74的六边形孔道各顶点的金属簇附近,空间位阻小、吸附位数量多,使得其对低浓度甲醛具有极强的吸附作用力。4)采用静电纺丝法合成了负载量20%～72%的系列MOF-74/PAN膜,MOF-74在膜中晶型完整,研究发现72%-MOF-74/PAN对1 ppm甲醛吸附量最高达36.39 mg/g,表现出优异的甲醛吸附容量和吸附速率,超越了目前已报道的绝大多数吸附材料。同时,MOF-74/PAN膜具有优异的过滤性能,膜透气度在200 Pa下为64 mm/s,对非油性NaCl颗粒过滤效率高于99.5%,达GB/T 32610-2016Ⅰ级标准。
其他文献
等离子体电解氧化（PEO）技术,作为一种新型的催化膜层制备方法,在工艺操作、膜层形貌调控、膜层附着力等方面具有独特的优势,是一种很有潜力的催化膜制备技术。然而,PEO膜往往存在膜层组分单一、活性组分难以大量引入的缺点,催化应用受限。鉴于此,本文以引入活性组分并提升其在PEO膜层中的含量为重心,尝试将膜层应用于非均相光芬顿催化体系,具体工作如下:（1）调节电解液配方,在钛基体上制备O2、Fe3O4/
竹纤维（BF）是一种高性能纯天然的植物木质纤维素纤维,具有来源广、易获得、成本低及轻质高强的突出特点,近年来在成功增强高分子复合材料中得到大量研究。基于聚四亚甲基醚二醇/甲苯二异氰酸酯（PTMG/TDI）浇注型聚氨酯（PU）弹性体低生热、高耐磨、耐溶剂、动态力学性能优异、与金属粘接性能优良、综合性能出众,赋予其在滑轮、管道输送等多种领域的应用。然而,PTMG2000型PU弹性体有限的力学强度限制了
随着平板显示领域向低成本、大尺寸和绿色加工方向发展,其对薄膜晶体管（TFT）背板技术的要求也越来越高。相比于传统的真空制造工艺和光刻工艺,喷墨打印作为一种非接触式的微纳尺度净成型加工技术,加工过程环保,适合大面积加工,可以节省材料、设备和时间成本,使得TFT可以作为一种低廉的电子器件得到大面积应用。本文围绕喷墨打印加工的氧化物TFT开展了相关的研究,在基于咖啡环的印刷图形化工艺、墨水的可打印性和铺
具有最高临界溶液温度（UCST）的聚合物,其聚合物链会随温度的升高而发生由聚集到解离的转变,在作为药物载体应用方面具有可完全释放的优点。而随着抗生素等抗菌剂的滥用导致越来越多耐药菌的出现,UCST聚合物载体在提高抗菌剂利用率和解决细菌感染方面具有无限的应用潜力。而目前具有UCST的聚合物载体种类不但十分有限,同时由于UCST响应聚合物载体涉及聚集状态变化,传统荧光分子发生聚集猝灭效应而无法用于UC
近年来,基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的全数字收发机由于其高度的灵活性、可编程性和可重构性而逐渐受到人们的关注。在FPGA数字射频收发机中,高速收发器硬核只能发射和接收单比特信号。因此,数字发射机需要用脉冲调制算法来对数字发射信号进行位宽压缩,而接收机则通常需要采用自然采样双沿型脉冲宽度调制（Natural-sampling Doubl
我国作为世界上最大的纺织服装生产国、消费国、出口国,拥有着世界上最多布料生产机台,但是传统的布料纺织机台还延续着劳动密集型的生产方式,耗费大量的人力、物力以保证布料的质量。随着近些年来深度学习算法和边缘计算设备的快速发展,深度学习技术在布料瑕疵检测中得到了广泛的应用,用人工智能方法逐步替代人工看守逐渐变成现实,但是由于深度学习算法网络结构复杂,计算规模大,若要将其应用到实际布料生产线上做实时的瑕疵
电线电缆是输送电能、传递信息和制造各种设备的重要器材,电线电缆行业是我国经济建设重要的支撑产业,广泛应用于能源、交通、信息和石油化工等领域。由于电线电缆的工作环境较为特殊,如果在使用过程中出现了短路、过载等问题,很容易引起电线电缆的过热,这有可能使护套料燃烧,并引发火灾。提升电线电缆护套材料的阻燃性能是保证人民生命财产安全和经济发展的必要条件,高效、安全、环境友好的阻燃线缆材料研究始终是电线电缆领
21世纪初的全球金融危机以来,我国整体杠杆率水平持续攀高。企业负债不断增加,随之而来的是企业经营风险增加,以及经济社会发展受阻。在这样的背景下,我国在2015年提出了供给侧改革,习近平总书记明确提出“抓好去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板五大任务”,即“三去一降一补”。2016年10月,为加快企业去杠杆的步伐,国务院发布了《关于市场化银行债权转股权指导意见》,这标志着我国新一轮债转股的开启。不
动力电池包做为电动汽车的动力来源,常安装于车身底部,在车辆行驶时底部与道路异物发生冲击碰撞,会导致电动汽车发生严重的损伤、起火等交通事故。因此开展车用动力电池包与道路异物的底部冲击分析,对于认识电池包底部碰撞机理及电动汽车行驶的安全性具有重要的实用价值和借鉴意义。以NAIS数据库中一起车辆发生底部碰撞而造成的交通事故为例,分析当车辆发生底部碰撞时,道路异物与车辆的碰撞对应关系。根据道路异物与车辆底
伴随着电力体制改革不断深入,电力工业逐渐从原有单一垄断或垂直整合的结构向自由化或解除管制的结构进行发展。与此同时,为早日实现“碳达峰、碳中和”等生态文明建设目标,碳排放权交易（Carbon Emission Trading,CET）等新型市场发展日渐完善,致使不同市场间相互耦合和交互影响。这给发电企业等各类市场主体带来赚取更多利润的机会,同时各类市场主体也面临着更多不可预测的风险。因此,在一个复杂