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聚丙烯熔喷空气过滤材料的结构调控及功能化改性

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聚丙烯熔喷空气过滤材料的结构调控及功能化改性

作者：郝天煦河北科技大学

学位级别：硕士

随着人类社会的发展、城镇化和工业化水平的日益提高,环境污染特别是空气污染日益严重。近几年来新冠疫情的爆发,给人类健康带来了严重威胁,因此关于空气过滤材料的研究显得尤为重要。空气过滤材料主要分为针刺空气过滤材料、静电纺空... 详细信息

随着人类社会的发展、城镇化和工业化水平的日益提高,环境污染特别是空气污染日益严重。近几年来新冠疫情的爆发,给人类健康带来了严重威胁,因此关于空气过滤材料的研究显得尤为重要。空气过滤材料主要分为针刺空气过滤材料、静电纺空气过滤材料和熔喷空气过滤材料。其中熔喷空气过滤材料具有制备成本低、生产效率高、纤维直径细、孔径小和孔隙度高等优点,使其得到广泛应用。但熔喷滤料也存在过滤效率低、稳定性差和抗菌性差等问题。为此,本研究以聚丙烯(PP)熔喷空气过滤材料为基底,分别通过表面仿生改性法、原位生长法和静电纺/熔喷复合法实现对PP熔喷空气过滤材料的改性,探究其在空气过滤领域的应用。具体研究内容如下:首先,以PP熔喷空气过滤材料为基底、单宁酸(TA)为改性剂,通过表面仿生改性法,制备具有优异抗菌性的PP/TA熔喷空气过滤材料,分析TA浓度和Cu SO/HO促进剂对所得空气过滤材料结构与性能的影响。结果表明:TA浓度为4 g/L,和使用Cu SO/HO促进剂时,所制备PP/TA熔喷空气过滤材料其抗菌性能和过滤性能较优。其次,以PP熔喷空气过滤材料为基底材料,通过原位生长法在其表面构筑了具有立体结构的ZIF-L层,分析前驱体浓度和PP熔喷滤材表面亲水改性对所得PP/ZIF-L熔喷空气过滤材料结构与性能的影响。结果表明:PP熔喷滤材经TA改性后,当前驱体浓度为0.02mol/L Zn(NO)·6HO、0.018mol/L PVP-K30和0.34mol/L Hmim时,PP/ZIF-L熔喷空气过滤材料过滤性能较优,其对PM2.5的过滤效率可达93.2%,压降为317Pa,且经多次消毒洗涤,过滤效率仍高于92%,相较于商业化PP熔喷滤料,其过滤性能具有优异的稳定性。最后,通过溶剂热法制备出MIL-53(Fe)颗粒,并以PP熔喷过滤材料为基底,通过静电纺丝法,制备具有微纳结构和高效低阻的PP/MIL-53(Fe)复合空气过滤材料。当纺丝液中MIL-53(Fe)质量分数为4wt%时,PP/MIL-53(Fe)复合空气过滤材料性能较优异,对PM2.5的过滤效率可达99.3%,压降为53Pa。同时,所制备PP/MIL-53(Fe)复合空气过滤材料对染料分子具有良好的吸附性能,在5h内,对溶液中罗丹明B(RhB)的吸附率可达66.45%。

关键词： PP熔喷空气过滤材料单宁酸 ZIF-L MIL-53(Fe) 空气过滤性能

ZIFs改性聚丙烯熔喷空气过滤材料的制备及其性能研究

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高分子学报 2023年第4期54卷 509-519页

作者：郝天煦张威王新亚陈明星河北科技大学纺织服装学院、河北省纺织服装技术创新中心石家庄050018

高效空气过滤材料的开发对于空气污染治理具有重要意义.然传统熔喷空气过滤材料过滤性能稳定性差,限制了其应用.本文以PP熔喷空气过滤材料为基体,通过原位生长的方式在其表面构筑类沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-L)功能层,制备具有微/纳... 详细信息

高效空气过滤材料的开发对于空气污染治理具有重要意义.然传统熔喷空气过滤材料过滤性能稳定性差,限制了其应用.本文以PP熔喷空气过滤材料为基体,通过原位生长的方式在其表面构筑类沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-L)功能层,制备具有微/纳结构的PP/ZIF-L熔喷过滤材料.ZIF-L的原位生长可以有效调控PP熔喷非织造材料结构和性能,进而有效解决PP熔喷空气过滤材料过滤稳定性差、不可重复利用的缺点.通过多种表征手段和测试方法研究了ZIF-L的原位生长对PP熔喷空气过滤材料结构和性能的影响.结果表明,ZIF-L的原位生长可有效提升PP熔喷空气过滤材料的过滤性能,其对PM2.5的过滤效果可从55.2%提升至93.2%.此外,PP/ZIF-L熔喷空气过滤材料具有优异的可重复使用性,经过75%医用酒精消毒后,过滤效率基本不变,依然保持在92.4%,并且在不同颗粒物大小,不同颗粒物浓度,不同风速和长时间使用等条件下依然保持优异过滤性能.所制备PP/ZIF-L熔喷空气过滤材料在空气过滤领域具有广阔的应用前景,可为高性能PP熔喷非织造滤料的制备提供一定参考.

关键词：原位生长类沸石咪唑酯骨架结构材料聚丙烯熔喷过滤材料单宁酸空气过滤性能

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熔喷过滤材料驻极技术的研发进展

上海纺织科技 2022年第5期50卷 6-8,37页

作者：张林陈明星郝天煦张威河北科技大学纺织服装学院河北石家庄050018 河北省纺织服装技术创新中心河北石家庄050018

驻极是提高熔喷过滤材料过滤性能的重要手段。熔喷过滤材料的驻极效果主要取决于驻极添加剂和驻极工艺。分析总结了熔喷过滤材料常用驻极添加剂的种类、制备方法和性能,指出了电晕驻极和水驻极两种驻极工艺的原理和特点,为高性能熔喷过... 详细信息

驻极是提高熔喷过滤材料过滤性能的重要手段。熔喷过滤材料的驻极效果主要取决于驻极添加剂和驻极工艺。分析总结了熔喷过滤材料常用驻极添加剂的种类、制备方法和性能,指出了电晕驻极和水驻极两种驻极工艺的原理和特点,为高性能熔喷过滤材料的研发提供技术参考。

关键词：过滤材料熔喷驻极添加剂驻极工艺

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静电纺纳米纤维膜在水处理领域的应用进展

棉纺织技术 2023年第3期51卷 79-84页

作者：郭状张威郝天煦张钰陈明星河北科技大学河北石家庄050018

为了给开发出更适用于水处理的纳米纤维膜提供参考,介绍了纳米纤维膜的制备方法及改性原理,并阐述了静电纺纳米纤维膜在液体过滤、油水分离、膜蒸馏、催化降解等水处理领域的应用;提出了纳米纤维膜在水处理应用领域面临的一些挑战,并对... 详细信息

为了给开发出更适用于水处理的纳米纤维膜提供参考,介绍了纳米纤维膜的制备方法及改性原理,并阐述了静电纺纳米纤维膜在液体过滤、油水分离、膜蒸馏、催化降解等水处理领域的应用;提出了纳米纤维膜在水处理应用领域面临的一些挑战,并对前景进行了展望。认为通过对纳米纤维膜改性,可显著改善其性能并拓宽其应用领域。

关键词：静电纺丝纳米纤维膜物理改性化学改性水处理原位聚合

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静电纺微结构纳米纤维空气过滤膜研究进展

棉纺织技术 2022年第2期50卷 78-84页

作者：郝天煦张林王新亚陈明星张威河北科技大学河北石家庄050018 河北省纺织服装技术创新中心河北石家庄050018 河北省柔性功能材料重点实验室河北石家庄050018

总结静电纺微结构纳米纤维空气过滤膜的研究现状与发展趋势。介绍了具有纳米蛛网结构、多孔纳米结构、刺状结构、树杈结构以及微凸起结构的静电纺纳米纤维空气过滤膜的制备方法,阐述了纳米纤维膜的微结构特征、特点及过滤性能;分析了各... 详细信息

总结静电纺微结构纳米纤维空气过滤膜的研究现状与发展趋势。介绍了具有纳米蛛网结构、多孔纳米结构、刺状结构、树杈结构以及微凸起结构的静电纺纳米纤维空气过滤膜的制备方法,阐述了纳米纤维膜的微结构特征、特点及过滤性能;分析了各种微结构纳米纤维过滤膜存在的不足,并对未来研究方向进行了展望。认为:静电纺微结构纳米纤维膜提高了比表面积,有利于过滤性能的改善;微结构纳米纤维膜制备工艺需要进行优化,以实现对纳米纤维膜结构的稳定调控,提高微结构制备效率;在纳米纤维膜微结构的基础上进一步改性以赋予多功能性,拓展纳米纤维膜的应用领域。

关键词：静电纺丝纳米纤维纤维膜微结构空气过滤过滤效率

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氰基取代的石墨炔的制备及电催化性能的研究

功能高分子学报 2024年

作者：孙昊天刘洪煦任世杰四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室

石墨炔以其高比表面积、独特的电子结构在电催化领域得到广泛应用。为探究氮原子对石墨炔电催化性能的影响，从分子设计出发，通过1，3，5-三溴-2，4，6-三甲腈苯和2，4，6-三乙炔基-1，3，5-三嗪之间的Sonogashira偶联反应首次将氰基... 详细信息

石墨炔以其高比表面积、独特的电子结构在电催化领域得到广泛应用。为探究氮原子对石墨炔电催化性能的影响，从分子设计出发，通过1，3，5-三溴-2，4，6-三甲腈苯和2，4，6-三乙炔基-1，3，5-三嗪之间的Sonogashira偶联反应首次将氰基引入石墨单炔中，制备出了全新氮掺杂石墨单炔(TCN-GY)。通过一定热处理调节石墨炔的孔径结构，消除边缘缺陷，得到氮掺杂型石墨炔衍生物(TCN-GY-800)。该聚合物具有较高的比表面积以及丰富的氮含量，在电催化氧还原测试中表现出较高催化活性，其半波电位(0.76 V)接近商业Pt/C催化剂(0.78 V)。同时在锌空气电池测试中，TCN-GY-800表现出接近Pt/C的功率密度(142.9 mW cm-2)和比容量(570.0 mAh g-1)。

关键词：氮原子掺杂石墨炔热处理氧还原反应锌空气电池

地域电视剧的创作实践与经验——电视剧《珠江人家》专家研讨会侧记

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中国广播电视学刊 2024年第2期 131-133页

作者：秦煦国家广播电视总局广播影视发展研究中心

“粤派”电视剧《珠江人家》在近期完成央视一套黄金时段电视首播,并在全网上线播出后,引发广大观众的热烈反响。电视剧《珠江人家》由高满堂担任总编剧,吴斌执导,柳桦编剧,以1927~1950年间为时代背景,以粤医药(广东的中医药文化)、粤... 详细信息

“粤派”电视剧《珠江人家》在近期完成央视一套黄金时段电视首播,并在全网上线播出后,引发广大观众的热烈反响。电视剧《珠江人家》由高满堂担任总编剧,吴斌执导,柳桦编剧,以1927~1950年间为时代背景,以粤医药(广东的中医药文化)、粤菜、粤剧为底色,以陈氏三兄妹的分离、寻找、重聚的故事为线索,既有对家国情怀的感悟,又有对传统文化的赓续。2023年12月9日,国家广电总局发展研究中心、广东广播电视台共同主办的电视剧《珠江人家》专家研讨会在京举行。

关键词：央视一套专家研讨会国家广电总局中医药文化家国情怀粤派电视剧高满堂

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朱煦:不仅要有爱,更要有能力

父母必读 2024年第2期 34-37页

作者：朱煦北京五中教育集团家庭教育指导服务中心

五年前那个夏天,当外孙被推出产房,一家人蜂拥而上围着小推车一同狂拍的那个瞬间开始,我这个外公就正式上岗了。我们家包括年轻父母在内的六人“养育后勤保障团”微信群也成立了。

关键词：小推车微信群后勤保障外公

多策略混合山地瞪羚优化器在机器人路径规划问题中的应用

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系统仿真学报 2024年

作者：金煦莫愿斌广西民族大学人工智能学院广西民族大学广西混杂计算与集成电路设计分析重点实验室

机器人导航系统设计中，路径规划是一个重要问题。本研究提出了一种基于山地瞪羚优化器（Mountain Gazelle Optimizer， MGO）的改进算法——多策略混合山地瞪羚优化器（Hybrid Mountain Gazelle Optimizer， HMGO）用于解决此问题。首... 详细信息

机器人导航系统设计中，路径规划是一个重要问题。本研究提出了一种基于山地瞪羚优化器（Mountain Gazelle Optimizer， MGO）的改进算法——多策略混合山地瞪羚优化器（Hybrid Mountain Gazelle Optimizer， HMGO）用于解决此问题。首先采用准反向学习策略，优化种群初始化，确保初始种群的广泛性。接着，引入动态自适应密度因子，调整优化机制中的参数，以提升搜索精度和效率。此外，算法还结合算术优化策略和正余弦思想进行随机扰动，有效避免局部最优和过早收敛。经过消融实验及13个基准测试函数的验证，结果表明了HMGO在效率和稳定性上的优势。最后在二维和三维空间中的机器人路径规划的求解，结果表明所提算法在求解此问题的有效性。

关键词：机器人路径规划山地瞪羚优化器准反向学习动态自适应密度因子算术优化正余弦思想