一、PROGRESS ON ACTIVATED CARBON FIBERS(论文文献综述)
黄娟娟,黄瑞,井文杰,刘晨,梁亚洁,申丽红[1](2021)在《蒽醌法过氧化氢生产工艺中氧化尾气回收处理技术研究进展》文中认为对几种常见的蒽醌法过氧化氢生产工艺中的氧化尾气的回收处理技术进行了简要介绍和分析,并指出了不同类型回收处理技术的优点和不足。
李祥业[2](2021)在《针状焦/聚合物基碳纤维膜电极的制备及其电化学性能研究》文中研究说明超级电容器在国防、民用等领域都有广泛的应用,成为新能源领域中极具发展前景的新型储能器件。纳微米尺度电极材料为电荷存储提供更多的存储空间,其组分和结构设计等对超级电容器的电化学性能有重要影响。静电纺丝法制备的纳微米尺寸碳纤维具有原料来源广泛、结构可控性好和工业化特征显着等特点,成为超级电容器的电极材料制备的一种优选途径。本文以高能球磨法制备纳微米尺寸的针状焦粒子为原料,在超声波空化作用下,采用表面活性剂对针状焦进行表面改性处理,得到与成纤聚合物相容性良好的改性针状焦;再利用静电纺丝技术结合热处理制备了高碳化率、高导电性的活性碳纤维。另外,本文对改性针状焦在强极性溶剂N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)中的分散性及分散机理进行了研究,同时对制备的针状焦/聚合物基电纺纤维及其碳纤维的形貌和结构进行了系统的分析,并考察了其活性碳纤维电极材料在超级电容器方面的应用。本文的主要研究内容和结果如下:(1)超细针状焦的制备及其表面改性研究。采用不同的粉碎方式对针状焦进行破碎,通过多种测试手段对其进行分析和表征。结果表明,采用高能行星式球磨法制备的针状焦粒径最小。为提高超细针状焦在DMF中的分散性,通过不同的表面活性剂对超细针状焦进行表面改性研究。采用超声波细胞粉碎仪将针状焦进一步破碎,打开针状焦内部的软团聚。同时,在超声空化作用下可在针状焦表面获得活性位,提高表面改性剂改性效果。结果显示,硅烷偶联剂(KH-570),聚羧酸钠盐(5040)改性的针状焦在DMF溶剂中静置3天后未出现分层现象。通过对表面改性的针状焦粒子,在DMF中的分散稳定性的影响因素和机制进行研究。结果表明,在超声空化作用下,表面活性剂对针状焦表面具有较好的物理化学作用,导致表面改性的针状焦与成纤聚合物、溶剂之间具有良好的相容性。因而,得到均一、稳定的静电纺丝前驱体。(2)针状焦/PAN(聚丙烯腈)基碳纤维电极材料的制备及其电化学性能研究。本文以PAN为成纤聚合物,添加不同含量的改性针状焦,利用静电纺丝结合热处理制备针状焦/PAN活性碳纤维。对不同含量的针状焦复合纤维及其活性碳纤维的成分组成、形貌结构和电化学性能等进行了分析表征。结果显示,与纯PAN基碳纤维相比,针状焦/PAN基碳纤维的碳化率和石墨化程度较高。电化学测试表明,当PAN:针状焦=5:10时,该电极材料表现出最佳的电化学性能。其在电流密度为1 A/g时具有173.8 F/g的比电容,经过10000次充放电循环后的电容的保持率达初始比电容的91%。(3)针状焦/混合聚合物基碳纤维的制备及其电化学性能研究。高碳化率PAN在针状焦颗粒表面形成的沉积包覆层,会减小针状焦基碳纤维的孔隙率和比表面积,为此,采用低碳化率的PVP(聚乙烯吡咯烷酮)作为成纤物质,制备针状焦/混合聚合物基复合碳纤维。经成分组成、形貌结构和电化学性能研究表明,当成纤聚合物PAN:PVP=2:1时,最适宜与不同比例的针状焦复合。另外,对针状焦/混合聚合物基碳纤维的形貌结构、电化学性能等进行了表征,结果表明:随着针状焦含量的增加,纤维表面附着大量针状焦粒子且纤维表面粗糙度增加。通过电化学测试表明,当PAN:PVP:针状焦=5:2.5:7时,其活性电极材料的综合性能最好。在1 A/g的电流密度范围内具有182.3 F/g的比电容,10000次充放电循环后电容的保持率达初始的97.2%。
高梦言[3](2021)在《二维碳纤维分离仪的研制》文中认为液相色谱技术因其选择性高、分析精度高以及适用范围广的特点,在样品分析领域中,深受实验者们的欢迎。质谱技术具有较高的分辨率、处理速度快、质量高,所以液相色谱-质谱联用技术成为现今最先进的复杂样品仪器分析手段。但液相色谱的处理一般耗时30分钟以上,而质谱的分析只需十几秒,使得分析整体效率降低。本校课题组研制的碳纤维组分分离系统虽简化了样品前处理过程,并缩短了一些分离时间,但每次只能手动进样单个样品且需手动收集,未与液相色谱或质谱联用,无法实现前处理过程的自动化操作。为了克服现有组分分离系统的缺点,满足样品前处理系统自动化、智能化的发展需求,本学位论文研制了自动进样和手动进样兼容,并能与质谱联用的二维碳纤维分离仪系统。首先,进行了二维碳纤维分离仪的结构设计,分离仪由非活性碳纤维、活性碳纤维、手动进样阀、六通阀、六选阀、注射泵组成。经过两个碳纤维柱对样品不同组分的吸附和洗脱过程,实现复杂样品按照强中弱三种极性预分离过程。通过液路和控制信号接口实现了自动进样器、二维碳纤维分析仪和质谱分析仪的直接联用。其次,设计了注射泵结构、通讯接口电路、泵驱动电路,六通阀、六选阀接口电路、质谱接口电路、单片机接口电路、电源电路等。完成了系统C51程序设计与调试,整机安装与测试。最后,对注射泵进行了测试,误差小于1%。采用白附子透皮液进行手动进样成分质谱分析,并采用3种不同样品进行自动进样质谱分析实验,实验结果表明,该系统可以在4.5min内,将一位样品按照强中弱三种极性进行高效快速分离,且实现进样、预分离、质谱分析的自动化过程,不仅节约了时间,而且提高了实验的准确率。该系统可用于医药的生产和研发、天然物资源的开发与利用、环境污染物的监测、食品安全等领域。
白楷[4](2020)在《碳基吸附剂去除饮用水中三氯乙醛的研究》文中提出在氯消毒副产物中,三氯乙醛(Chloral Hydrate,简写为CH)的生成量与危害性仅次于三卤甲烷和卤乙酸,而国内外对于CH的相关研究还较少,治理经验相对缺乏。基于此背景,以研究碳基吸附剂对CH去除效果并初步设计家用净水器为目的,先对国内36个典型城市饮用水的CH含量进行了调研,后综合考虑安全性能、结构特征以及吸附性能,从9种碳基吸附剂中(包括活性炭、活性碳纤维以及石墨烯各三种)筛选出较优品类,通过静态、动态吸附实验探究碳基吸附剂去除CH的效果,根据实验结果进行装置设计并实际检验。主要研究结果如下:(1)水质调研的36份水样中CH检出率为88.89%,有3份水样的CH含量超过国家标准规定的10μg/L。计算方差及异众比率发现众数的代表性较弱,各城市之间饮用水中CH含量的差异较大;此外,CH总体分布呈南部略高于北部地区、东部略高于西部地区。(2)碳基吸附剂的筛选结果表明,综合安全性能、结构特征以及吸附性能来看,9种碳基吸附剂中,C-2型椰壳颗粒活性炭与CF-2型活性碳纤维性能更优,更适用于处理生活饮用水。(3)结合吸附实验数据,进行了家用净水器装置设计。设定CH进水浓度c0为20μg/L、产水流量Q为200L/h、出水浓度ce为≤2μg/L,选用CF-2型活性碳纤维作为吸附剂,填充密度为103.94kg/m3。采用标准10寸滤芯(径高比为0.28),炭床利用率为67.6%。一级、二级、三级净水装置:工作时间分别短于4.55h、11.28h、18.01h时,对CH的去除率可达到90%以上,总净水量分别为0.91m3、2.256m3、3.602m3;压力损失分别为0.0168MPa、0.0336MPa、0.0504MPa;更换周期分别为3、7、12个月;吸附剂年支出分别为178元、143元、133元。(4)以CF-2型活性碳纤维为吸附剂,用定制的家用净水器连续运行进行检测实验,在进水压力0.2MPa、净水流量150L/h的条件下,净水器运行时长为13h以内时,对CH去除率为90%以上,总净水量约为1.95m3,可供一个四口之家使用约半年。(5)结合计算结果、实验结果以及国内外实行的标准,建议在10μg/L标准限值的基础上,增设优质限值2μg/L,作为净水器深度净化后的饮用水中CH含量的限值,以兼顾地区差异,鼓励有条件的地区为居民提供更优质的饮用水。
阮朝晖[5](2020)在《功能碳材料的制备及其电化学性能研究》文中指出电极材料是影响超级电容器能量存储的最关键因素之一。碳材料广泛用于超级电容器电极材料。基于碳电极材料的电化学双电层电容一直难以突破其较低比电容和能量密度的瓶颈。提高碳材料的电容性能的方法主要有两种:一是碳材料作为改性组分或者载体结合其他电活性物质;二是对碳材料本身进行化学改性。本论文主要围绕功能碳材料的设计制备及其电化学性能开展研究;一方面电活性聚苯胺改性具有界面亲和性的碳膜,通过引入电活性聚苯胺提高碳膜材料的比电容;另一方面杂原子改性碳纤维材料,通过引入含氧、氮、硫官能团的赝电容提升碳纤维电容性能。本论文的主要研究思路和内容如下:1、聚苯胺修饰无裂纹碳膜包覆泡沫镍的制备及其电化学性能的研究设计合成电活性无裂纹碳膜材料。通过葡萄糖的水热碳化和热碳化,完整碳膜包覆于泡沫镍基底表面,制备无裂纹碳膜包覆泡沫镍(FC@NF)。然后在FC@NF表面沉积电化学活性聚苯胺层,制备聚苯胺修饰的FC@NF电极(PANI@FC@NF)。在0.5 M H2SO4电解液中对FC@NF和PANI@FC@NF进行电化学测试。在1 m A cm-2的电流密度下,比电容从FC@NF的28.7 m F cm-2增加到PANI@FC@NF的610 m F cm-2。在2.0 m A cm-2电流密度下,经1000次循环后PANI@FC@NF的电容保持率高达77.63%。基于聚乙烯醇-硫酸凝胶电解质和PANI@FC@NF电极材料构建全固态对称型超级电容器。在0.9 m W cm-2的功率密度下,PANI@FC@NF超级电容器的能量密度可达41μWh cm-2。在5 m A cm-2电流密度下。1000次循环后PANI@FC@NF超级电容器电容保持率达到85.6%。结果表明,基于无裂纹碳膜的界面保护作用,PANI@FC@NF电极实现在酸性电解质中高循环稳定性能。基于无裂纹碳膜的界面亲和性结合聚苯胺,PANI@FC@NF电极实现较高电容性能。2、活化碳纤维的制备及其电化学性能的研究设计合成碳骨架边缘含电活性含氧官能团的碳纤维材料。采用电化学活化和热活化相结合的方法,制备活化碳纤维(TEROTCF)电极材料。在1.0 m A cm-2电流密度下,TEROTCF的比电容高达1426 m F cm-2,而碳纤维仅为709 m F cm-2。当电流密度从1.0 m A cm-2增加到10 m A cm-2时,TEROTCF比电容保持率高达66.62%,而碳纤维仅为0.85%。碳骨架边缘引入的羰基可以进行可逆法拉第反应并提供额外赝电容,因而TEROTCF表现出较高的电容性能。热活化提高了碳纤维石墨化程度和电子传导率,因而TEROTCF表现出良好的倍率性能。基于聚乙烯醇-KOH凝胶电解质和TEROTCF电极材料构建全固态超级电容器。在功率密度为125.0μW cm-2下,TEROTCF超级电容器能量密度达到26.0μWh cm-2。结果表明,含羰基的TEROTCF具有较为优异的电化学电容性能和倍率性能。3、S/N共掺杂活性碳纤维制备及其电化学性能的研究为进一步提高碳纤维材料的电容性能,设计合成S/N共掺杂电活性碳纤维材料。利用电化学活化的方法,制备了富羟基碳纤维(CF-OH)。通过硫脲键合CF-OH的热处理工艺,制备了硫氮共掺杂的活性碳纤维(S/N-ACF)。作为对比,采用硫脲吸附碳纤维的热处理工艺,制备了硫氮共掺杂碳纤维(S/N-CF)。S/N-ACF(N含量为4.56 at.%和S含量为3.16 at.%)显示出比S/N-CF(N含量为1.25 at.%以及S含量为0.61 at.%)更高的S/N掺杂程度。在热处理过程中,CF-OH可以通过氢键(-NH···O和-S···OH)键合硫脲的分解产物(CS2、H2NCN和NH3),从而导致S/N-ACF的高掺杂程度。当电流密度为1 m A cm-2时,比电容从S/N-CF的1196 m F cm-2增加到S/N-ACF的2704 m F cm-2。在电流密度从1 m A cm-2增加到40 m A cm-2时,倍率性能从S/N-CF的54.48%增加到S/N-ACF的64.71%。活性碳纤维的碳骨架边缘引入高含量的氮和硫官能团可进行可逆法拉第赝反应而提供赝电容,S/N-ACF表现出优异的电容性能。其碳骨架中含更多杂环氮和杂环硫有利于提供更多的离域电子并增强电子导电性能,从而S/N-ACF表现出优异的倍率性能。全固态柔性S/N-ACF超级电容器在功率密度为350μW cm-2时能量密度达到184.7μW h cm-2,并具有优异的循环稳定性能。结果表明,高S/N共掺杂程度的S/N-ACF表现出更优异的电容性能和倍率性能。
刘欢[6](2019)在《木质素分级及其对木质素基碳纤维强度性能的影响》文中研究说明随着化石燃料资源的短缺和环境保护的日益重视,传统的、不可再生资源正有被可再生资源所取代趋势。在全球范围内,木质素是自然界中储量仅次于纤维素的第二大可再生资源,已经受到人们越来越多的关注。每年,制浆造纸工业可生产大约7000万吨木质素。然而,只有大约2%的木质素被有效利用。大部分木质素直接作为燃料燃烧或随废水排入江河,这不仅造成可再生资源的极大的浪费,在某种程度上也产生环境污染。木质素是一种独特的生物大分子,具有复杂的化学结构,包括大分子量(MW)、高含量碳和大量的芳香族结构。正是由于其独特的化学结构和性质使其有可能成为生产碳纤维(CFs)的替代原料。碳纤维具有密度低、抗蠕变性能好、抗拉强度好、耐腐蚀等优点,是一种工业上重要的新型纤维材料。目前,大约90%的CFs主要由聚丙烯腈(PAN)制备而成,由于其不可再生、价格昂贵等原因限制了CFs的发展。利用木质素制备CFs不仅可以降低了CFs的生产成本,而且提高了制浆造纸工业的可持续性和经济效益。然而,由于木质素结构的复杂性且分子量分布不均一等原因,阻碍了木质素的发展和应用。本论文对纤维乙醇残渣木质素进行了分级提取以及改性分级,并探讨了不同级分木质素的化学结构与空间构型。不同级分的木质素通过静电纺丝技术制备出高性能的碳纤维,并对木质素基碳纤维的机械强度和电化学性能进行了研究,为实现木质素资源的高值化利用和木质素基碳纤维的应用指明了方向。本论文第一部分以玉米秸秆纤维素乙醇残渣为原料,采用碱溶酸沉的方法对木质素进行分级提取,通过滴加HCl调节pH值得到pH2,pH4,pH6,pH8和pH10五组不同级分木质素。将不同级分木质素与PAN进行混纺,经预氧化和碳化工艺过程制备碳纤维,并对不同级分的碳纤维的机械性能进行研究。通过元素分析、红外光谱(FTIR)、核磁二维(2D-HSQC NMR)、分子量(GPC)、热重分析(TG)和差示扫描量热(DSC)等一系列检测对不同级分木质素的结构和性质进行了研究。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱以及拉伸性能对木质素基碳纤维进行测试。结果表明,木质素的相对分子质量大、多分散系数(PDI)小、更多的线性分子构型和良好的热稳定性是木质素制备高性能木质素基碳纤维的必要条件。对木质素进行酸沉分级以后,制备的木质素基碳纤维机械性能有很大的提高,不同级分木质素基碳纤维的抗拉强度从13.19MPa(pH2)增加到21.21MPa(pH10),杨氏模量从2.64GPa(pH2)增加到4.54GPa(pH10)。本论文第二部分选取四种不同来源的木质素,分别为杨木木质素、松木木质素、芦苇木质素和残渣木质素。通过对不同来源木质素的检测与分析,探讨其空间构型(线性或球型)对木质素基碳纤维性能的影响。结果表明,软木木质素(松木木质素)比硬木木质素和草木木质素具有更多线性的分子构型,松木木质素基碳纤维的形貌优于其他三种,其比表面积最大为689.13 m2/g,对亚甲基蓝吸附量最大可达249.80 mg/g,表面比较亲水,接触角最小(120.39°),电化学性能最好,木质素基碳纤维的电化学阻抗最小,而且比电容最大可达149 F/g。本论文第三部分对玉米秸秆纤维素乙醇残渣木质素与异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)进行改性,增大其相对分子量,采用3500Mw和7000Mw的透析袋对改性木质素进行透析分级,分离出的几组不同级分的木质素分别为Non-ML,ML-3.5 K,ML-3.5-7 K和ML-7 K,并对不同级分木质素进行基础表征与分析。将不同级分木质素与PAN进行混纺,经预氧化、碳化以及活化工艺过程制备活性碳纤维(ACFs),并对不同级分的碳纤维的机械性能及ACFs的电化学性能进行研究。结果表明,对木质素改性分级,木质素基碳纤维的机械强度和ACFs的电化学性能都有很大的提高。ML-7 K分子量最大可达11316 g/mol,分子空间构型更线性,以其作为原料制备的ACFs形貌更光滑,直径最小,比表面积可达2042.86 m2/g,抗拉强度最大可达29.97 MPa,杨氏模量可达6.01GPa,比电容最大可达136.46 F/g。本论文第四部分以玉米秸秆纤维素乙醇残渣为原料,首先采用酸沉分级,得到pH2和pH10级分木质素,分别命名为F1和F2。将pH10级分的木质素与IPDI进行化学改性修饰,使其相对分子量进一步增大,采用5000Mw的透析袋对改性木质素进行透析分级,透析出来与未透析出来的两组不同级分的木质素分别命名为F3和F4。对不同级分木质素进行基础表征与分析,将不同级分木质素与PAN进行混纺,经预氧化、碳化等工艺过程制备碳纤维,并对不同级分的碳纤维的机械性能进行了研究。结果表明,对木质素酸沉、改性并分级,木质素的分子量进一步增大,F4的分子量最大可达35305 g/mol,分子空间构型更线性,纤维形貌更光滑,直径最小,其CFs的抗拉强度最大可达34.25MPa,杨氏模量可达7.21GPa。
王志颖[7](2019)在《聚丙烯腈螯合纤维及活性碳纤维对重金属离子的吸附研究》文中指出工业废水的大量排放使得我国水体中重金属含量增多,对环境和人体造成严重危害。吸附法因具备吸附量大、选择性高、原料广泛、易再生等优点,逐渐在重金属废水处理领域得到广泛应用。聚丙烯腈纤维可经过改性、碳化、活化等过程处理成为螯合纤维、碳纤维、活性碳纤维等形式的吸附剂,实现对重金属离子的选择性吸附,在重金属废水处理领域受到广泛的关注。本文主要研究以聚丙烯腈(PAN)为基体的螯合纤维和活性碳纤维对水中重金属离子的吸附,并采用SEM、FT-IR、XRD和XPS对吸附前后的样品进行表征,探索吸附机理。主要结果如下:1、对PAN电纺预氧化纤维进行硫酸改性,将氰基水解为酰胺基团,制备聚丙烯腈螯合纤维(PANS),可实现对Cu(II)和Pb(II)的吸附。增大离子浓度、延长吸附时间均对螯合纤维(PANS)吸附Cu(II)和Pb(II)有促进作用,且最佳pH值均在5左右。25℃时,Cu(II)和Pb(II)的吸附量分别为12.0mg/g和28.8mg/g。吸附过程均符合Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型。PANS对Cu(II)、Pb(II)、Cr(VI)和Cd(II)的吸附能力均高于相同改性条件下的PAN粗纤维,且可进行多次吸附解吸循环。2、对PAN原丝和PAN预氧丝进行KOH活化,制备活性碳纤维ACF-P和ACF-250,与相同条件下PAN碳丝制备的活性碳纤维(ACF-700)相比,ACF-P和ACF-250与ACF-700活化程度相近。随Cu(II)或Pb(II)浓度的增大,ACF-700体现出吸附量和去除率的优势,这与ACF-P和ACF-250的团聚现象有关。ACF-P、ACF-250和ACF-700对Cu(II)的吸附量分别为24.5mg/g、25.4mg/g和25.6mg/g;Pb(II)分别为81.0mg/g、82.6mg/g和82.7mg/g。Cu(II)和Pb(II)的吸附均符合Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型。K离子的离子交换在吸附过程发挥作用。3、对PAN预氧丝分别进行600℃、700℃、800℃和900℃下的碳化,和相同条件下的KOH活化,制备四种活性碳纤维(ACF-600、ACF-700、ACF-800和ACF-900)。随碳化温度升高,碳纤维活化程度越低,且对Ba(II)吸附量为ACF-600>ACF-700>ACF-800>ACF-900。ACF-600、ACF-700、ACF-800和ACF-900的平衡吸附量分别为70.4mg/g、62.8mg/g、47.2mg/g和35.4mg/g。四种纤维对Ba(II)的吸附均符合准二级动力学模型。ACF-600和ACF-700更符合Langmuir模型。而ACF-800和ACF-900更符合Frendlich模型。
高伟[8](2018)在《木质活性碳纤维表面与结构氧化改性研究》文中提出以木质活性碳纤维(WACF)氧化改性和结构演变规律为目的,研究了 WACF的制备并使用硝酸和硝酸铈铵(CAN)氧化改性,探究了二者协同改性规律,主要结论如下:(1)得到了 WACF的制备工艺和基本性能。改性前WACF氧原子浓度为12.13%,石墨无序碳材料,V型水蒸汽吸附等温线。孔容为50.16 mmol/g,水吸附比表面积为65.40 m2/g,对HgC12的汞离子吸附符合准二级动力学方程。(2)硝酸氧化度改性可以增加氧原子浓度比例。酚基和醇基官能团含量随硝酸浓度增加而增多,随着时间的延长而减少;羟基官能团含量随温度升高和时间的延长而显着增多;羧基官能团含量随着硝酸浓度的提高而增多。WACF表面的石墨化程度随硝酸浓度提高而提高,芯部石墨化程度整体提高但不受浓度梯度的影响。硝酸改性后WACF的水吸附孔容降低,水吸附比表面积显着增加,平均增幅164%,最大增幅为259%。(3)CAN改性后的WACF含氧官能团增加,氧原子浓度上升,羟基官能团向高价态转变。拉曼检测结果均具有D峰和G峰。CAN氧化改性对WACF表面石墨化程度无影响,但显着提高了 WACF截面石墨化程度。WACF改性后孔的容积降低,水吸附比表面积显着提升。CAN改性可以提高汞吸附能力,改性过度时反而降低。(4)协同改性后WACF的氧/碳比值平均值为0.160。酚基和醇基含量提高。羧酯含量与氧化强度总体呈反比。羧酯基的含量均低于未改性样品。样品表面石墨化程度略有降低,样品芯部的石墨化程度略有提高。协同改性后孔体积降低。水吸附的比表面积显着提升。汞吸附能力与水吸附比表面积和氧原子浓度呈线性关系。硝酸可以增加官能团含量,对结构影响较小。(5)硝酸氧化改性,增加了 WACF表面官能团,微调孔结构,降低孔容,侧重于表面改性。CAN氧化改性,提高石墨化结构,腐蚀孔结构降低孔容量,双向调整孔容,微调官能团含量,侧重于结构改性。二者协同可定向微调孔径和增加含氧官能团,对靶向吸附等具有指导意义。
卢鑫[9](2017)在《基于杯芳烃与偕胺肟的功能材料制备及其对金属离子分离特性研究》文中认为核能作为一种低碳、高效的清洁能源,受到人们的广泛关注。随着核电事业的发展,铀资源的需求急剧攀升,陆地铀资源已经不能满足核工业的需求,因此对海水、盐湖等水体中铀的分离提取有重要的意义。另一方面,随着核工业的飞速发展,大量的核废液也随之产生,核废液中仍含有大量的镧锕系金属离子。无论是从资源的可持续利用还是环境安全的角度考虑,对核废液中镧锕系金属离子的富集工作具有重大意义。因此,深入开展水体中镧锕系金属离子的分离提取工作是十分必要的。杯芳烃具有结构易修饰、离子识别能力强、辐照稳定性和热稳定性高等优点,因此在金属离子识别与提取的工作中有很好的应用前景。偕胺肟功能基团由氨基和肟基组成,因其对铀酰离子具有独特的螯合作用而广泛应用于铀酰离子的提取工作中。铕虽然是一种镧系元素,但具有与锕系元素相似的物化性质而常被用来模拟研究锕系元素,钕是一种稀土元素,具有较高的应用价值。本工作以铕、钕和铀为分离对象,基于杯芳烃和偕胺肟的独特性质,制备了六种分离材料并分别考察了它们对水溶液中Eu(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)和U(Ⅵ)的分离性能。结合课题组前期工作基础,选择四种羧基修饰杯芳烃衍生物为萃取剂,采用FT-IR,1H NMR和MS分别对这四种杯芳烃衍生物进行表征,然后以溶剂萃取法研究了在不同pH、萃取剂浓度和温度下这四种杯芳烃衍生物对Eu(Ⅲ)和Nd(Ⅲ)的萃取行为。其中羧基修饰亚甲基桥杯[6]芳烃(C6ACOOH)对Eu(Ⅲ)和Nd(Ⅲ)的萃取能力最强。计算得到了焓变ΔH°、熵变ΔS°和吉布斯自由能ΔG°等萃取热力学参数。研究结果表明C6ACOOH对Eu(Ⅲ)的萃取是通过阳离子交换反应进行的,且该过程是一个放热过程。在萃取传质池中研究了C6ACOOH对Eu(Ⅲ)的吸附动力学,计算得到Eu(Ⅲ)在稀释剂氯仿中的传质系数为3.35×10-6 m/s,该动力学过程的八田数约在3.80×10-4-9.10×10-4范围内。通过研究转速、相体积比和离子浓度对初始萃取速率和八田数的影响,证明这个萃取反应是发生在有机相中的一个非常慢的反应,并通过计算分别得到了该反应的正逆反应速率常数。为了增强杯芳烃对铀酰离子的选择性提取能力,以腈基修饰亚甲基桥杯[8]芳烃(C8A-CN)为原料在羟胺的还原作用下将腈基转化为偕胺肟基,成功制得偕胺肟基修饰亚甲基桥杯[8]芳烃(C8A-AO),采用NMR,FT-IR,FE-SEM,XPS和TG等手段对其进行表征。考察了在铀酰离子浓度较低的溶液中(小于1 mg/L)C8A-AO对铀酰离子的吸附行为。研究了pH、接触时间、初始铀酰离子浓度和温度等因素对其吸附行为的影响。研究发现在偏中性溶液中,C8A-AO对铀酰离子的吸附率可达95%以上。初始铀酰离子浓度较低时,C8A-AO对铀酰离子的吸附具有很高的分布系数(Kd)。吸附机理研究发现该吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。热力学研究表明该吸附过程是一个自发吸热的过程。通过模拟海水中吸附性能研究发现,C8A-AO是一种有潜在价值的海水提铀吸附剂。以活性碳纤维(ACFs)为基体,采用化学接枝法制备了偕胺肟基修饰的活性碳纤维(ACFs-AO),并以XPS、FE-SEM、元素分析、TG和BET等手段对材料进行表征。研究了pH、接触时间、初始铀酰离子浓度和温度等因素对ACFs-AO吸附铀酰离子的影响。研究发现ACFs-AO对铀酰离子的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。吸附结果表明ACFs-AO对铀酰离子的最大吸附量为191.6 mg/g与ACFs的70.52 mg/g相比明显提高,这主要归因于ACFs-AO材料表面偕胺肟基团与铀酰离子的螯合作用。热力学研究结果表明ACFs-AO吸附铀酰离子是一个自发吸热的过程。ACFs-AO在竞争离子共存的模拟核废液中具有较好的选择性吸附能力。并且ACFs-AO在循环再生后仍有较好的吸附能力。通过对比吸附前后溶液pH的变化和ACFs-AO的XPS结果,推测ACFs-AO吸附铀酰离子是通过材料表面偕胺肟基团氨基和羟基的孤电子对与铀酰离子的空轨道之间的螯合作用实现的。因此,ACFs-AO在从核废液中提取铀酰离子的工作中具有潜在的应用价值。新型高效分离材料的制备及性能研究为水溶液中Eu(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)和U(Ⅵ)的分离提取工作提供了坚实的理论基础和实验依据,同时为实现核工业中镧锕系元素的有效分离提供了新的研究思路。
辛路[10](2016)在《介质阻挡放电等离子体与活性碳纤维同步去除水中三氯生的研究》文中进行了进一步梳理三氯生(TCS)是药品与个人护理品(PPCPs)中的一种广谱抗菌剂,广泛存在于许多家庭和个人护理产品(包括香皂、除臭剂、牙膏及各种塑料制品)中。TCS是一种新出现的环境污染物并且已经引起了人们的广泛关注。首先TCS是一种生物活性化合物,可以影响环境系统中的微生物(尤其是细菌)的生长;其次TCS也是一个典型的内分泌干扰物,可以对动物造成许多不利影响,如诱发动物体出现氧化应激现象,通过增加细胞内Zn2+浓度会降低大鼠胸腺细胞的硫醇含量等等;此外,当TCS和氯化的TCS衍生物(CTDs,用氯气消毒时形成)通过废水排放到表面水体后,会发生光化学反应,形成威胁人类健康和其他生物生存的戴奥辛类有害物质。然而TCS很难被大多数常用的污水处理技术及自然生态系统有效去除,所以寻求一种高效的技术来去除水中的三氯生是十分必要的。本论文采用介质阻挡放电等离子体与活性碳纤维(ACFs)同步去除水体中三氯生,并开展了相关的实验研究。介质阻挡放电等离子体与ACFs共存于一个平板式介质阻挡放电反应装置内,能够同步实现TCS的吸附与降解以及ACFs的改性与原位再生,增强ACFs的重复利用的效果。采用SEM、BET、XPS和Boehm分析研究在水介质的条件下介质阻挡放电等离子体改性前后的ACFs的性质变化。同时考察了该一体化装置中影响TCS同步去除效果的不同工艺参数,如放电功率、溶液初始浓度、液体循环流速和ACFs厚度,并仔细研究了 ACFs重复利用的效果。分析了 UV-Vis吸收光谱、pH和TOC的变化趋势。此外,通过使用液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(LC-QTOF-MS)API5600 Triple TOFTM结合Gaussian 09软件的理论计算识别出TCS的降解产物,并相应地得出降解机理和降解路径。实验结果表明该装置内介质阻挡放电等离子体与ACFs存在极为良好的同步协同去除TCS的效果。在水介质存在的条件下,ACFs能够被介质阻挡放电等离子体改性,表面含氧官能团增多,吸附催化能力得到增强,能够实现原位再生并有很好的重复利用的效果。在80W的放电功率、45mL/min的液体循环流速以及1mm厚的ACFs的条件下,120mL、10 mg/L的TCS溶液在18min的反应时间后可以达到93.2%的去除率,而单独的介质阻挡放电等离子体只能达到85.1%的TCS去除率,同时TOC去除率从12.1%(pH=6.26)增加到24.5%(pH=3.50)。此外,在该介质阻挡放电等离子体装置内部加入ACFs可以改善介质阻挡放电效果,提高介质阻挡放电等离子体的TCS去除率和能量效率,尤其是当介质阻挡放电等离子体在处理较高的TCS液体循环流速和较低的TCS初始浓度时。根据LC-QTOF-MS发现的10种中间产物并结合Gaussian 09软件的理论计算,可以推理出介质阻挡放电等离子体降解TCS可能的降解路径。通过质谱解析可以观察到TCS及其10种中间产物的浓度变化。同时发现了一些同分异构体并通过辛醇-水分配系数(Kow)和分子的极性加以区分。介质阻挡放电等离子体降解TCS的主要降解机理包括一系列的过程,如化学键的断裂、脱氯羟基化、羟基化和芳香环的氧化开环;最终,会产生羧酸和无机离子。
二、PROGRESS ON ACTIVATED CARBON FIBERS(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、PROGRESS ON ACTIVATED CARBON FIBERS(论文提纲范文)
(1)蒽醌法过氧化氢生产工艺中氧化尾气回收处理技术研究进展(论文提纲范文)
1 概述 |
1.1 过氧化氢行业氧化尾气排放特点 |
1.2 过氧化氢行业氧化尾气排放标准 |
2 过氧化氢行业氧化尾气回收处理方法 |
2.1 冰机法 |
2.2 涡轮膨胀机法 |
2.3 活性碳纤维吸附法 |
2.4 溶剂吸收法 |
2.5 氧化尾气循环利用 |
2.6 热破坏法 |
2.7 新型过氧化氢氧化尾气回收装置 |
3 氧化尾气回收处理方法的分析比较 |
4 结束语 |
(2)针状焦/聚合物基碳纤维膜电极的制备及其电化学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 超级电容器 |
1.1.1 超级电容器概述 |
1.1.2 超级电容器组成结构 |
1.1.3 超级电容器电极材料概述 |
1.2 静电纺丝技术 |
1.2.1 静电纺丝概述 |
1.2.2 静电纺丝的基本原理 |
1.2.3 静电纺丝的主要参数 |
1.3 静电纺丝法制备电极材料 |
1.3.1 静电纺丝法制备电极材料概述 |
1.3.2 电纺双电层电容器电极材料 |
1.3.3 电纺赝电容电容器电极材料 |
1.4 本论文的选题意义和研究设想 |
2 实验方法和测试手段 |
2.1 实验主要仪器设备及化学试剂 |
2.2 纳米纤维材料表征 |
2.2.1 场发射扫描电子显微镜(SEM) |
2.2.2 红外光谱分析 |
2.2.3 热重分析 |
2.2.4 X射线粉末衍射分析 |
2.2.5 拉曼测试分析 |
2.3 电化学性能表征 |
2.3.1 循环伏安测试 |
2.3.2 恒流充放电测试 |
2.3.3 交流阻抗测试 |
3 超细针状焦纳米粒子的制备及其表面改性研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法和过程 |
3.2.1 机械法制备针状焦粉末 |
3.2.2 细胞破碎针状焦粉末 |
3.2.3 超细针状焦的表面改性及其在DMF溶液稳定性研究 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 超细针状焦制备及其改性过程 |
3.3.2 不同球磨方式与粒径的光学照片 |
3.3.3 不同球磨方式的粒径的SEM |
3.3.4 不同球磨方式的粒径的激光粒度分析 |
3.3.5 超细针状焦团聚机理分析 |
3.3.6 超细针焦的表面改性测试 |
3.3.7 不同表面活性剂改性后的针状焦的FTIR分析 |
3.4 本章小结 |
4 针状焦/PAN基复合电极的制备及电化学性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 纺丝前驱液的制备 |
4.2.2 针状焦/PAN复合纤维的制备 |
4.2.3 针状焦/PAN基碳纤维的制备 |
4.2.4 针状焦/PAN复合电极材料电化学性能测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 针状焦/PAN复合电极材料的制备 |
4.3.2 针状焦/PAN电纺纤维的数码照片分析 |
4.3.3 针状焦/PAN电纺纤维的光学显微镜和SEM分析 |
4.3.4 针状焦/PAN碳纳米纤维分析 |
4.3.5 针状焦/PAN 电纺纤维 TG 分析 |
4.3.6 针状焦/PAN活性碳纤维XRD分析 |
4.3.7 针状焦/PAN 活性碳纤维拉曼分析 |
4.3.8 针状焦/PAN活性碳纤维BET分析 |
4.3.9 针状焦/PAN活性碳纤维电导率分析 |
4.3.10 针状焦/PAN 活性碳纳米纤维接触角分析 |
4.3.11 针状焦/PAN复合电极材料阻抗性能研究 |
4.3.12 针状焦/PAN复合电极材料循环伏安测试 |
4.3.13 针状焦/PAN复合电极材料充放电测试 |
4.3.14 针状焦/PAN复合电极材料寿命测试 |
4.4 本章小结 |
5 针状焦/PAN/PVP基复合电极制备及电化学性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验 |
5.2.1 PAN/PVP电纺纤维的制备 |
5.2.2 针状焦/PAN/PVP电纺纤维的制备 |
5.2.3 PAN/PVP碳纤维的制备 |
5.2.4 针状焦/PAN/PVP碳纤维电极的制备 |
5.2.5 针状焦/PAN/PVP碳纤维电极电化学性能测试 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 针状焦/PAN/PVP复合电极材料的制备 |
5.3.2 PAN和 PVP纳米纤维的TG分析 |
5.3.3 PAN/PVP电纺纤维形貌结构 |
5.3.4 PAN/PVP活性碳纤维的 XRD 表征 |
5.3.5 PAN/PVP活性碳纳米纤维的 Raman 表征 |
5.3.6 PAN/PVP活性碳纤维的循环伏安测试 |
5.3.7 针状焦/PAN/PVP电纺纤维及其碳纤维的形貌结构 |
5.3.8 针状焦/PAN/PVP活性碳纤维的XRD分析 |
5.3.9 针状焦/PAN/PVP活性碳纤维的Raman分析 |
5.3.10 针状焦/PAN/PVP复合电极材料阻抗性能研究 |
5.3.11 针状焦/PAN/PVP复合电极材料循环伏安测试 |
5.3.12 针状焦/PAN/PVP复合电极材料充放电性能研究 |
5.3.13 针状焦/PAN/PVP复合电极材料寿命测试研究 |
5.4 本章小结 |
5 总结 |
6 展望 |
参考文献 |
发表论文情况 |
致谢 |
(3)二维碳纤维分离仪的研制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容与主要工作 |
1.4 系统主要技术指标 |
1.5 本文结构 |
第2章 相关理论及技术 |
2.1 引言 |
2.2 样品前处理方法及特点 |
2.2.1 样品前处理技术概括 |
2.2.2 常见样品前处理方法 |
2.2.3 固相微萃取技术及其特点 |
2.2.4 液相色谱-质谱联用技术 |
2.3 碳纤维柱固相萃取技术 |
2.4 Cheminert C52和C55 阀特性 |
2.5 DC86RS035_04B工业串口屏 |
2.6 本章小结 |
第3章 碳纤维分离仪硬件与软件设计 |
3.1 引言 |
3.2 碳纤维分离系统结构设计 |
3.2.1 碳纤维整体分离系统组成与工作原理 |
3.2.2 碳纤维分离仪结构与工作原理 |
3.2.3 注射泵结构设计 |
3.2.4 碳纤维柱制备 |
3.3 分离系统单元设计 |
3.3.1 流动相选择 |
3.3.2 进样方式 |
3.3.3 .组分分离管路连接 |
3.3.4 管路清洗 |
3.4 分离仪硬件设计 |
3.4.1 分离仪硬件组成 |
3.4.2 注射泵驱动电路 |
3.4.3 自动进样器接口电路 |
3.4.4 质谱接口电路 |
3.4.5 电源电路 |
3.4.6 单片机接口电路 |
3.5 系统软件设计 |
3.5.1 系统主程序流程 |
3.5.2 手动进样与自动进样子程序 |
3.5.3 清洗控制子程序 |
3.5.4 交换流动相子程序 |
3.5.5 人机交互界面设计 |
3.6 本章小结 |
第4章 碳纤维分离系统性能评价 |
4.1 引言 |
4.2 系统实物图 |
4.3 注射泵控制精度测试 |
4.4 流动相流速对分离效果影响 |
4.5 组分分离实验及结果分析 |
4.5.1 组分分离实验条件 |
4.5.2 手动进样实验及结果分析 |
4.5.3 自动进样实验及结果分析 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录:整体电路图 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(4)碳基吸附剂去除饮用水中三氯乙醛的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 饮用水中氯消毒副产物三氯乙醛CH概述 |
1.2.1 三氯乙醛CH的性质及来源 |
1.2.2 三氯乙醛CH的危害 |
1.2.3 三氯乙醛CH的含量及地区分布水平 |
1.2.4 三氯乙醛CH的生成影响因素 |
1.3 三氯乙醛CH的去除方法及研究现状 |
1.3.1 去除CH前体物 |
1.3.2 采用其他消毒工艺或更换消毒剂 |
1.3.3 去除饮用水中CH |
1.4 三种碳基吸附剂的概述及研究进展 |
1.4.1 三种碳基吸附剂的基本性质、应用及研究进展 |
1.4.2 吸附原理及影响因素 |
1.5 国内外家用净水器发展现状 |
1.5.1 家用净水器的净水工艺 |
1.5.2 国内外家用净水器标准 |
1.6 研究目的与内容 |
1.6.1 研究目的及内容 |
1.6.2 技术路线 |
2 实验材料与方法 |
2.1 实验药剂与仪器 |
2.1.1 实验药剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 实验试剂配制 |
2.2 三氯乙醛CH检测方法 |
2.2.1 三氯乙醛CH气象色谱检测方法 |
2.2.2 三氯乙醛CH分析精度 |
2.3 吸附剂性能评价方案 |
2.4 吸附剂对饮用水中CH吸附效果实验方案 |
2.4.1 恒温摇床吸附实验方案 |
2.4.2 动态吸附实验方案 |
3 典型城市饮用水中CH含量调研及标准研究 |
3.1 典型城市饮用水中CH含量调研 |
3.2 饮用水中三氯乙醛标准限值的建议 |
4 碳基吸附剂的筛选 |
4.1 安全性能 |
4.2 结构特征 |
4.2.1 微观形貌分析 |
4.2.2 比表面积与孔容孔径 |
4.3 吸附性能 |
4.3.1 碘吸附值 |
4.3.2 亚甲基蓝吸附值 |
4.3.3 苯酚吸附值 |
4.4 本章小结 |
5 碳基吸附剂对饮用水中CH的去除 |
5.1 碳基吸附剂静态吸附实验 |
5.1.1 吸附速度及吸附平衡时间 |
5.1.2 吸附等温线 |
5.1.3 不同影响因子对碳基吸附剂吸附CH的影响 |
5.2 碳基吸附剂动态吸附实验 |
5.2.1 流量对CH动态去除的影响 |
5.2.2 初始浓度对CH动态去除的影响 |
5.2.3 炭床高度对CH动态去除的影响 |
5.2.4 不同碳基吸附剂对CH动态去除效果的比较 |
5.3 碳基吸附剂去除饮用水中CH装置设计 |
5.3.1 设计要求 |
5.3.2 装置参数 |
5.3.3 成本核算 |
5.4 实际应用研究 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 不足及展望 |
参考文献 |
(5)功能碳材料的制备及其电化学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 超级电容器简介 |
1.3 碳膜在电化学储能领域的应用 |
1.3.1 碳膜作为改性组分复合其他电活性物质的研究进展 |
1.3.2 碳膜作为金属电极保护层的研究进展 |
1.4 碳纤维在电化学储能领域的应用 |
1.4.1 碳纤维的简介 |
1.4.2 碳纤维在电化学领域的应用 |
1.4.3 碳纤维改性方法 |
1.5 选题意义、研究思路以及研究内容 |
1.5.1 选题意义 |
1.5.2 研究思路 |
1.5.3 研究内容 |
参考文献 |
第二章 聚苯胺修饰无裂纹碳膜包覆泡沫镍的制备及其电化学性能的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验试剂、材料与仪器 |
2.2.1 实验仪器 |
2.2.2 实验试剂 |
2.3 FC@NF的制备、表征及抗腐蚀性能的研究 |
2.3.1 FC@NF的制备、形貌结构表征 |
2.3.2 FC@NF的抗腐蚀性能测试 |
2.4 PANI@FC@NF的制备、表征及电化学性能的研究 |
2.4.1 PANI@FC@NF的制备、形貌和表面化学成分表征 |
2.4.2 PANI@FC@NF电化学性能研究 |
2.5 PANI@FC@NF对称型超级电容器的组装及其电化学性能研究 |
2.5.1 PANI@FC@NF对称型超级电容器的组装 |
2.5.2 PANI@FC@NF对称型超级电容器电化学性能研究 |
2.6 本章小结 |
参考文献 |
第三章 活化碳纤维的制备、表征及应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 活化碳纤维制备、表征及其电化学性能研究 |
3.2.1 活化碳纤维的制备 |
3.2.2 考察每步活化处理对碳纤维的影响 |
3.2.3 活化碳纤维的结构表征 |
3.2.4 碳纤维和活化碳纤维电化学性能的研究 |
3.3 TE_(RO)TCF对称型超级电容器的组装及其电化学性能研究 |
3.3.1 TE_(RO)TCF对称型超级电容器的组装 |
3.3.2 TE_(RO)TCF对称型超级电容器电化学性能研究 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 S/N掺杂活性碳纤维电极材料制备及其电化学性能的研究 |
4.1 引言 |
4.2 活性碳纤维制备、表征及其对硫脲分子吸附行为的研究 |
4.2.1 活性碳纤维的制备及其对硫脲分子吸附行为的计算模型与方法 |
4.2.2 活性碳纤维的表征 |
4.2.3 活性碳纤维对硫脲分子吸附行为的研究 |
4.3 S/N掺杂活性碳纤维的制备、表征及电化学性能研究 |
4.3.1 S/N掺杂活性碳纤维的制备 |
4.3.2 S/N掺杂活性碳纤维的表征 |
4.3.3 S/N掺杂活性碳纤维电化学性能 |
4.4 S/N-ACF对称型超级电容器的组装及其电化学性能研究 |
4.4.1 S/N-ACF对称型柔性超级电容器的组装 |
4.4.2 S/N-ACF对称型超级电容器电化学性能研究 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
攻读博士学位期间主要研究成果 |
(6)木质素分级及其对木质素基碳纤维强度性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 碳纤维 |
1.2 碳纤维的分类 |
1.2.1 PAN基碳纤维 |
1.2.2 沥青基碳纤维 |
1.2.3 黏胶基碳纤维 |
1.2.4 酚醛基碳纤维 |
1.2.5 木质素基碳纤维 |
1.3 碳纤维的应用 |
1.4 木质素 |
1.4.1 木质素的结构 |
1.4.2 木质素的化学性质 |
1.4.3 木质素的分级方式 |
1.5 木质素的应用 |
1.5.1 增强剂 |
1.5.2 混凝土减水剂 |
1.5.3 水煤浆分散剂 |
1.5.4 矿粉粘结剂 |
1.6 木质素基碳纤维 |
1.7 静电纺丝 |
1.8 影响木质素基碳纤维强度性能的因素 |
1.8.1 木质素自身的影响 |
1.8.2 纺丝液浓度的影响 |
1.8.3 静电纺丝工艺的影响 |
1.8.4 热处理过程的影响 |
1.9 本文选题的意义及研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验准备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验药品 |
2.1.3 实验仪器 |
2.2 木质素的分级提取与表征 |
2.2.1 木质素梯度酸沉淀分级的提取 |
2.2.2 不同原料木质素的提取 |
2.2.3 木质素的改性及透析分级的提取 |
2.2.4 酸析木质素的改性及透析分级的提取 |
2.2.5 木质素结构的表征 |
2.3 木质素基碳纤维及活性碳纤维的制备与表征 |
2.3.1 木质素基碳纤维及活性碳纤维的制备 |
2.3.2 木质素基碳纤维及活性碳纤维的表征 |
2.3.3 木质素基碳纤维的吸附性能 |
2.3.4 木质素基碳纤维的电化学性能 |
第三章 结果与讨论 |
3.1 木质素酸沉淀分级提取及木质素基碳纤维的制备与分析 |
3.1.1 不同级分木质素FTIR的分析 |
3.1.2 不同级分木质素的GPC分析 |
3.1.3 不同级分木质素的HSQC-NMR的分析 |
3.1.4 不同级分木质素热性质的分析 |
3.1.5 不同级分木质素基前驱体纤维SEM的分析 |
3.1.6 不同级分木质素基碳纤维及截面SEM的分析 |
3.1.7 不同级分木质素基碳纤维结晶度的分析 |
3.1.8 不同级分木质素基碳纤维机械强度的分析 |
3.1.9 小结 |
3.2 不同空间构型木质素的提取及木质素基碳纤维的制备与分析 |
3.2.1 不同空间构型木质素的元素分析 |
3.2.2 不同空间构型木质素的FTIR分析 |
3.2.3 不同空间构型木质素的GPC分析 |
3.2.4 不同空间构型木质素的HSQC-NMR分析 |
3.2.5 不同空间构型木质素的热性质分析 |
3.2.6 不同空间构型木质素基前驱体纤维的SEM分析 |
3.2.7 不同空间构型木质素基碳纤维的SEM分析 |
3.2.8 不同空间构型木质素基碳纤维的结晶度分析 |
3.2.9 不同空间构型木质素基碳纤维的BET分析 |
3.2.10 不同空间构型木质素基碳纤维吸附性能的分析 |
3.2.11 不同空间构型木质素基碳纤维接触角的分析 |
3.2.12 不同空间构型木质素基碳纤维XPS的分析 |
3.2.13 不同空间构型木质素基碳纤维电化学的分析 |
3.2.14 小结 |
3.3 改性木质素透析分级的提取及其活性碳纤维的制备与分析 |
3.3.1 不同级分改性木质素元素分析 |
3.3.2 不同级分改性木质素FTIR的分析 |
3.3.3 不同级分改性木质素GPC的分析 |
3.3.4 不同级分改性木质素HSQC-NMR的分析 |
3.3.5 不同级分改性木质素热性质的分析 |
3.3.6 不同级分改性木质素前驱体纤维SEM的分析 |
3.3.7 不同级分改性木质素碳纤维SEM的分析 |
3.3.8 不同级分改性木质素碳纤维结晶度的分析 |
3.3.9 不同级分改性木质素活化碳纤维SEM的分析 |
3.3.10 不同级分改性木质素活化碳纤维BET的分析 |
3.3.11 不同级分改性木质素碳纤维机械强度的分析 |
3.3.12 不同级分改性木质素活性碳纤维电化学的分析 |
3.3.13 小结 |
3.4 酸析木质素的改性与透析分级的提取及木质素基碳纤维的制备与分析 |
3.4.1 不同级分酸析改性木质素FTIR的分析 |
3.4.2 不同级分酸析改性木质素GPC的分析 |
3.4.3 不同级分酸析改性木质素HSQC-NMR的分析 |
3.4.4 不同级分酸析改性木质素热性质的分析 |
3.4.5 不同级分酸析改性木质素前驱体纤维SEM的分析 |
3.4.6 不同级分酸析改性木质素碳纤维SEM的分析 |
3.4.7 不同级分酸析改性木质素碳纤维结晶度的分析 |
3.4.8 不同级分酸析改性木质素碳纤维机械强度的分析 |
3.4.9 小结 |
第四章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(7)聚丙烯腈螯合纤维及活性碳纤维对重金属离子的吸附研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 重金属废水的来源与危害 |
1.1.1 重金属废水来源 |
1.1.2 重金属的危害 |
1.2 重金属废水处理方法——吸附法 |
1.2.1 活性炭吸附剂 |
1.2.2 纤维状吸附剂 |
1.3 改性聚丙烯腈纤维对重金属离子的吸附 |
1.3.1 直接功能化改性 |
1.3.2 交联接枝改性 |
1.3.3 聚合物负载改性 |
1.4 聚丙烯腈基碳纤维对重金属离子的吸附 |
1.5 课题提出及研究内容 |
2 硫酸改性PAN预氧化电纺纤维的制备及其对重金属离子的吸附 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验设备 |
2.2.3 实验内容 |
2.3 测试及表征 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 电纺纤维表面形貌 |
2.4.2 电纺纤维表面化学结构 |
2.4.3 pH值的影响 |
2.4.4 温度的影响 |
2.4.5 初始重金属离子浓度的影响 |
2.4.6 吸附时间的影响 |
2.4.7 吸附等温线 |
2.4.8 吸附动力学 |
2.4.9 可重复利用率 |
2.4.10 与粗纤维的对比 |
2.4.11 吸附机理探索 |
2.5 本章小结 |
3 PAN基活性碳纤维对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)离子的吸附 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 实验设备 |
3.2.3 实验内容 |
3.3 测试与表征 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 活性碳纤维表面形貌 |
3.4.2 元素分析 |
3.4.3 初始重金属离子浓度的影响 |
3.4.4 吸附时间的影响 |
3.4.5 吸附等温线 |
3.4.6 吸附动力学 |
3.4.7 吸附机理探索 |
3.5 本章小结 |
4 碳化温度对PAN基活性碳纤维吸附Ba(Ⅱ)离子的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 实验设备 |
4.2.3 实验内容 |
4.3 测试与表征 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.0 活性碳纤维表面形貌 |
4.4.1 碳纤维石墨化程度 |
4.4.2 元素分析 |
4.4.3 初始Ba(Ⅱ)浓度的影响 |
4.4.4 吸附时间的影响 |
4.4.5 吸附等温线 |
4.4.6 吸附动力学 |
4.4.7 吸附机理探索 |
4.5 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
参考文献 |
(8)木质活性碳纤维表面与结构氧化改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 木质活性碳纤维的制备工艺研究进展 |
1.2.1 选材与液化 |
1.2.2 纺丝与固化 |
1.2.3 碳化活化与功能化改良 |
1.3 碳材料的硝酸和硝酸铈铵氧化改性研究进展 |
1.3.1 硝酸氧化改性碳材料的表面与结构性能研究进展 |
1.3.2 铈盐氧化改性碳材料的表面与结构性能研究进展 |
1.3.3 硝酸与硝酸铈的协同氧化改性碳材料研究进展 |
1.4 碳材料表面和结构性能表征研究进展 |
1.4.1 表面含氧官能团的表征进展 |
1.4.2 结构性能的表征研究进展 |
1.4.3 表面与结构性能的同步表征研究进展 |
1.5 存在问题和研究思路 |
1.6 目的与意义 |
1.7 论文构成 |
1.7.1 研究内容 |
1.7.2 技术路线 |
2 木质活性碳纤维制备及性能表征 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 材料与设备 |
2.2.2 木质活性碳纤维制备方法 |
2.2.3 表面形貌检测 |
2.2.4 表面化学性质检测 |
2.2.5 水吸附能力检测 |
2.2.6 晶体结构检测 |
2.2.7 汞离子吸附检测 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 活化工艺 |
2.3.2 表面形貌特征分析 |
2.3.3 表面化学性质分析 |
2.3.4 晶体结构分析 |
2.3.5 水吸附能力分析 |
2.3.6 汞离子吸附能力分析 |
2.4 小结 |
3 木质活性碳纤维硝酸氧化改性 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 原材料 |
3.2.2 木质活性碳纤维的制备 |
3.2.3 木质活性碳纤维的氧化改性方案 |
3.2.4 木质活性碳纤维的性能表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 硝酸改性后表面形貌特征分析 |
3.3.2 硝酸改性后表面化学性质分析 |
3.3.3 硝酸改性后晶体结构分析 |
3.3.4 硝酸改性后水吸附能力分析 |
3.3.5 硝酸改性后汞离子吸附分析 |
3.3.6 硝酸改性单因素参数的优选 |
3.3.7 硝酸改性木质活性碳纤维对氯化汞吸附能力的响应面优化分析 |
3.4 小结 |
4 木质活性碳纤维硝酸铈铵氧化改性 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 原材料 |
4.2.2 木质活性碳纤维的制备 |
4.2.3 改性方案 |
4.2.4 性能测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 硝酸铈铵改性后表面形貌特征分析 |
4.3.2 硝酸铈铵改性后表面官能团分析 |
4.3.3 硝酸铈铵改性后晶体结构分析 |
4.3.4 硝酸铈铵改性后水吸附能力分析 |
4.3.5 硝酸铈铵改性后汞离子吸附能力检测分析 |
4.3.6 硝酸铈铵改性单因素参数的优选 |
4.3.7 硝酸铈铵改性木质活性碳纤维对氯化汞吸附能力的响应面分析 |
4.4 小结 |
5 木质活性碳纤维硝酸和硝酸铈铵协同氧化改性 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 原材料 |
5.2.2 木质活性碳纤维制备方法 |
5.2.3 木质活性碳纤维协同氧化单因素改性方案 |
5.2.4 响应面法工艺优化实验方案 |
5.2.5 性能检测 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 协同改性对表面化学性质变化分析 |
5.3.2 协同改性对晶体结构变化分析 |
5.3.3 协同改性对水吸附能力变化分析 |
5.3.4 协同改性对汞离子吸附能力变化分析 |
5.3.5 协同改性单因素参数的优选 |
5.3.6 协同改性木质活性碳纤维对氯化汞吸附能力的响应面分析 |
5.4 小结 |
6 氧化改性木质活性碳纤维对表面与结构性能的作用规律 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 表面形貌检测 |
6.2.2 表面性能参数与其它参数的相关性分析方法 |
6.2.3 结构性能表征与响应面模型分析 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 表面形貌分析 |
6.3.2 表面性能参数间相关性分析 |
6.3.3 氧化改性木质活性碳纤维表面性能变化规律 |
6.3.4 微孔结构分析 |
6.3.5 晶体结构分析 |
6.3.6 氧化改性木质活性碳纤维结构性能演变规律 |
6.4 小结 |
7 结论与创新点 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果清单 |
致谢 |
(9)基于杯芳烃与偕胺肟的功能材料制备及其对金属离子分离特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 镧锕系金属离子分离研究进展 |
1.2.1 化学沉淀法 |
1.2.2 溶剂萃取分离法 |
1.2.3 生物处理法 |
1.2.4 电化学法 |
1.2.5 离子交换法 |
1.2.6 吸附法 |
1.3 杯芳烃简介 |
1.3.1 杯芳烃合成与修饰 |
1.3.2 杯芳烃对镧锕系金属离子的识别作用 |
1.4 偕胺肟基材料的研究进展 |
1.4.1 偕胺肟基吸附材料概况 |
1.4.2 偕胺肟对铀酰离子的吸附机理 |
1.5 本论文研究意义与主要工作内容 |
参考文献 |
第2章 羧基修饰杯芳烃衍生物的合成及其对铕离子和钕离子萃取性能的研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验试剂与仪器 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 实验部分 |
2.3.1 羧基修饰亚甲基桥杯芳烃衍生物的合成 |
2.3.2 羧基修饰硫桥杯芳烃衍生物的合成 |
2.4 羧基修饰杯芳烃衍生物的表征 |
2.4.1 羧基修饰亚甲基桥杯[4]芳烃的表征 |
2.4.2 羧基修饰亚甲基桥杯[6]芳烃的表征 |
2.4.3 羧基修饰硫桥杯[4]芳烃的表征 |
2.4.4 羧基修饰硫桥杯[6]芳烃的表征 |
2.5 羧基修饰杯芳烃衍生物对铕和钕离子萃取性能的研究 |
2.5.1 萃取实验方法 |
2.5.2 pH对萃取性能的影响 |
2.5.3 萃取剂浓度对萃取性能的影响 |
2.5.4 萃取机理的研究 |
2.5.5 温度对萃取性能的影响及热力学研究 |
2.5.6 萃取过程动力学的研究 |
2.6 本章小结 |
参考文献 |
第3章 偕胺肟基修饰杯[8]芳烃材料的制备及其对铀酰离子吸附性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 材料的制备 |
3.2.4 材料的表征方法 |
3.2.5 吸附实验 |
3.3 材料的表征结果与分析 |
3.3.1 FT-IR分析 |
3.3.2 NMR分析 |
3.3.3 MS分析 |
3.3.4 XPS分析 |
3.3.5 SEM分析 |
3.3.6 TG分析 |
3.4 材料对铀酰离子的吸附性能研究 |
3.4.1 pH对吸附性能的影响 |
3.4.2 接触时间对吸附性能的影响 |
3.4.3 铀酰离子浓度对吸附性能的影响 |
3.4.4 温度对吸附性能的影响 |
3.4.5 C8A-AO对铀酰离子吸附选择性的研究 |
3.4.6 C8A-AO对铀酰离子吸附机理的研究 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第4章 偕胺肟基修饰活性碳纤维材料的制备及其对铀酰离子吸附性能的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 材料的制备 |
4.2.4 材料的表征方法 |
4.2.5 吸附实验 |
4.3 材料的表征结果与分析 |
4.3.1 XPS分析 |
4.3.2 元素分析 |
4.3.3 SEM分析 |
4.3.4 TG分析 |
4.3.5 BET分析 |
4.4 材料对铀酰离子的吸附性能研究 |
4.4.1 pH对吸附性能的影响 |
4.4.2 接触时间对吸附性能的影响 |
4.4.3 铀酰离子浓度对吸附性能的影响 |
4.4.4 温度对吸附性能的影响 |
4.4.5 ACFs-AO对铀酰离子吸附选择性的研究 |
4.4.6 吸附剂再生研究 |
4.4.7 吸附机理的研究 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
结论 |
攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
致谢 |
作者简介 |
(10)介质阻挡放电等离子体与活性碳纤维同步去除水中三氯生的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
研究特色及创新点 |
第一章 绪论 |
1.1 三氯生的研究背景 |
1.1.1 三氯生的性质和迁移转化规律 |
1.1.2 三氯生的毒性危害 |
1.1.3 三氯生的研究现状 |
1.2 介质阻挡放电等离子体 |
1.2.1 介质阻挡放电等离子体简介 |
1.2.2 介质阻挡放电等离子体作用机理 |
1.2.3 介质阻挡放电等离子体在环境污染领域的应用进展 |
1.3 活性碳纤维 |
1.4 本研究论文的主要内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
1.5 参考文献 |
第二章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 目标污染物的性质 |
2.1.2 实验药品 |
2.2 实验装置及实验仪器 |
2.2.1 实验装置 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 实验过程及方法 |
2.3.1 活性碳纤维的预处理 |
2.3.2 主实验过程及方法 |
2.4 分析测试方法 |
2.4.1 三氯生浓度的测定 |
2.4.2 三氯生降解中间产物的分析与测定 |
2.4.3 能量效率的计算 |
2.4.4 活性碳纤维改性表征分析 |
2.4.5 活性碳纤维重复利用分析 |
2.4.6 TOC及pH分析 |
2.5 参考文献 |
第三章 活性碳纤维的改性研究 |
3.1 引言 |
3.2 扫描电镜(SEM)分析 |
3.3 比表面积(BET)分析 |
3.4 电子能谱(XPS)分析 |
3.5 Boehm滴定分析 |
3.6 活性碳纤维改性前后吸附三氯生的效果对比 |
3.7 本章小结 |
3.8 参考文献 |
第四章 介质阻挡放电等离子体协同活性碳纤维同步去除三氯生的研究 |
4.1 引言 |
4.2 协同作用同步去除三氯生的影响因素分析 |
4.2.1 放电功率对三氯生去除率的影响 |
4.2.2 溶液初始浓度对三氯生去除率的影响 |
4.2.3 液体循环流速对三氯生去除率的影响 |
4.2.4 活性碳纤维厚度对三氯生去除率的影响 |
4.3 活性碳纤维的重复利用对三氯生去除率的影响 |
4.4 本章小结 |
4.5 参考文献 |
第五章 三氯生降解路径分析及机理研究 |
5.1 引言 |
5.2 三氯生溶液降解过程紫外可见光谱的变化 |
5.3 三氯生溶液降解过程pH值及TOC的变化 |
5.4 三氯生降解产物、降解机理及其降解路径分析 |
5.4.1 三氯生分子的优化及NBO分析 |
5.4.2 三氯生降解产物的测定 |
5.4.3 三氯生降解机理及降解路径的分析 |
5.5 本章小结 |
5.6 参考文献 |
第六章 研究结论及展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 存在的问题 |
6.3 研究展望 |
附录 攻读硕士学位期间取得的成果 |
致谢 |
四、PROGRESS ON ACTIVATED CARBON FIBERS(论文参考文献)
- [1]蒽醌法过氧化氢生产工艺中氧化尾气回收处理技术研究进展[J]. 黄娟娟,黄瑞,井文杰,刘晨,梁亚洁,申丽红. 化学推进剂与高分子材料, 2021(06)
- [2]针状焦/聚合物基碳纤维膜电极的制备及其电化学性能研究[D]. 李祥业. 渤海大学, 2021(09)
- [3]二维碳纤维分离仪的研制[D]. 高梦言. 延边大学, 2021(02)
- [4]碳基吸附剂去除饮用水中三氯乙醛的研究[D]. 白楷. 浙江大学, 2020(02)
- [5]功能碳材料的制备及其电化学性能研究[D]. 阮朝晖. 东南大学, 2020(02)
- [6]木质素分级及其对木质素基碳纤维强度性能的影响[D]. 刘欢. 大连工业大学, 2019(08)
- [7]聚丙烯腈螯合纤维及活性碳纤维对重金属离子的吸附研究[D]. 王志颖. 华北水利水电大学, 2019(01)
- [8]木质活性碳纤维表面与结构氧化改性研究[D]. 高伟. 北京林业大学, 2018(04)
- [9]基于杯芳烃与偕胺肟的功能材料制备及其对金属离子分离特性研究[D]. 卢鑫. 北京理工大学, 2017
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