检索结果-南通市图书馆

电活性聚乳酸纳纤膜的形态调控及高效捕集PM_(0.3)性能

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高等学校化学学报 2024年第1期45卷 154-163页

作者：黄荣廷朱桂英李欣雨唐道远张勇王斌朱金佗何新建徐欢中国矿业大学安全工程学院徐州221116 中国矿业大学材料与物理学院徐州221116 安徽森泰木塑集团股份有限公司广德242299

通过静电喷雾沸石咪唑框架-8(ZIF-8)分散液对同步电纺聚乳酸(PLA)纳米纤维进行表面功能化,以增强PLA/ZIF-8纳米纤维膜(简称纳纤膜)表面的电荷俘获及储存能力,从而提高静电吸附效果和过滤性能.通过在分散液中添加不同量的ZIF-8来调控锚... 详细信息

通过静电喷雾沸石咪唑框架-8(ZIF-8)分散液对同步电纺聚乳酸(PLA)纳米纤维进行表面功能化,以增强PLA/ZIF-8纳米纤维膜(简称纳纤膜)表面的电荷俘获及储存能力,从而提高静电吸附效果和过滤性能.通过在分散液中添加不同量的ZIF-8来调控锚定于纤维表面的ZIF-8负载量,探究ZIF-8含量与纤维膜形态和性能演变之间关系.采用扫描电子显微镜(SEM)对纤维膜的微观形态进行表征,并结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射谱(XRD)分析了纤维膜的化学性质、界面相互作用和晶体结构的演变机理.采用静电测试仪、电介质测试仪和静电计分别评价表面电势、相对介电常数和输出电压,表征纤维膜的电活性和摩擦电输出性能.通过万能试验机测试聚乳酸纳米纤维膜的力学性能,并使用自主搭建的空气过滤测试平台探究纤维膜高效过滤机理.结果表明,PLA/ZIF-8纳纤膜具有高电活性、高过滤效率、低空气阻力和优异的力学性能:其表面电势和最大开路输出电压分别可达5.9 kV和30.9 V,与纯PLA对比样相比分别提升5.6倍和5.3倍,同时拉伸强度和拉伸韧性增幅分别高达78%和111%.更重要的是,PLA/ZIF-8纳纤膜的PM0.3过滤性能得到大幅提升(增幅可达12.6%),且空气阻力有所降低(40 Pa,65 L/min).所制备的环境友好型PLA/ZIF-8纳纤膜在滤除超细颗粒物和阻断病毒气溶胶传播等领域具有广阔应用前景.

关键词：聚乳酸纳纤膜金属-有机骨架功能化电活性空气过滤

立构复合化聚乳酸纳纤膜的制备及高效滤除PM2.5性能

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 9-16页

作者：宋欣译唐梦珂王存民朱金佗黄胜徐欢何新建中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学材料与物理学院

聚乳酸(PLA)纳米纤维在环境友好型纤维过滤材料领域有良好的应用前景,但受制于其本征螺旋分子链构象和低介电常数的不足,导致其驻极性能差、过滤性能(过滤效率及压降)易衰减以及有效服役周期短.本文将高旋光性的聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳... 详细信息

聚乳酸(PLA)纳米纤维在环境友好型纤维过滤材料领域有良好的应用前景,但受制于其本征螺旋分子链构象和低介电常数的不足,导致其驻极性能差、过滤性能(过滤效率及压降)易衰减以及有效服役周期短.本文将高旋光性的聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)溶液共混,并通过静电纺丝过程的高压静电场诱导C=O基团加速取向极化,形成高电活性的立构复合晶体(SCs),显著提高聚乳酸纳纤膜的表面电位、介电常数及驻极效果等电活性特征,增大纤维表面静电斥力,促进PLA纳纤膜(PLA NFMs)的纤维细化,从而使其压降大幅降低(85 L/min, 209.2 Pa),过滤PM2.5效率显著提高至96.32%(纯PLLA对比样为72.44%).更重要的是,立构复合化PLA纳纤膜(SC-PLA NFMs)的过滤性能受气体流量变化影响较小(10～85 L/min),当气流增大时,过滤效率的衰减远远低于纯PLLA,在高气流下的稳定性使其能更好地满足在空气过滤领域的实际应用需求.此外,提高PLA纳纤膜电活性可显著增强摩擦生电输出性能和呼吸振动激发电信号,为基于人体呼吸的生理特征监测奠定理论基础.本文研究结果为扩大PLA材料在高性能呼吸防护领域和智能健康监测领域的应用提供了新颖的结构设计策略和可借鉴的解决方案.

关键词：聚乳酸立构复合化电活性组分驻极性能空气过滤

高抗菌聚乳酸纳纤膜制备及其高效低阻滤除细微颗粒物性能

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3202-3214页

作者：李峰江亮李晓鹏唐梦珂黄荣廷朱金佗何新建李和国徐欢国能神东煤炭洗选中心哈拉沟选煤厂神木719315 中国矿业大学材料与物理学院徐州221116 国民核生化灾害防护国家重点实验室防化研究院北京100191 中国矿业大学安全工程学院徐州221116

工业生产过程中所产生的细微颗粒物(PMs)对人体健康构成了严重威胁,是引起工作职业病的主要危害之一。当下传统面罩过滤效果不佳、呼吸阻力高、容尘量低、不易降解及抗菌效果不明显,为此,开发了一种环境友好型高效低阻的聚乳酸(PLA)抗... 详细信息

工业生产过程中所产生的细微颗粒物(PMs)对人体健康构成了严重威胁,是引起工作职业病的主要危害之一。当下传统面罩过滤效果不佳、呼吸阻力高、容尘量低、不易降解及抗菌效果不明显,为此,开发了一种环境友好型高效低阻的聚乳酸(PLA)抗菌可降解纳米过滤膜。通过微波辅助合成方法在碳纳米管(CNT)上诱导沸石咪唑酯框架-8(ZIF-8)生长,成功合成了结构规整、比表面积大的纳米杂化结构CNT@ZIF-8。基于静电纺-电喷技术将CNT@ZIF-8成功嵌入到PLA纤维上,通过调控CNT@ZIF-8的质量比,制备了不同纤维直径的聚乳酸复合纳纤膜(CNT@ZIF/PLA),探讨了在不同流速下CNT@ZIF/PLA纳纤膜的过滤性能以及空气阻力,系统研究了不同CNT@ZIF-8质量比对纳纤膜力学性能以及抗菌性能的影响。结果表明:CNT@ZIF/PLA纳纤膜相较于Pure PLA纳纤膜拉伸强度最高增幅达47%(18.5 MPa),断裂韧性提升100%(2.9 MJ/m^(3))。随着CNT@ZIF-8质量比的增加,空气阻力逐渐降低,当测试流速在32 L/min时,12%CNT@ZIF/PLA纳纤膜的空气阻力仅为82.6 Pa,较Pure PLA纳纤膜减小了45.1%,且经过180 min长时间过滤测试,对PMs的过滤效率无明显变化。在测试流速在85 L/min时,CNT@ZIF/PLA纳纤膜对PM0.3的过滤效率均高达89%以上。并且经过太阳光模拟器照射5 min后,对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌抗菌效率均达到100%。

关键词：环境友好可降解纳纤膜高效低阻空气过滤抗菌

Performance of N95 elastomeric respirators in high humidity and high coal dust concentration environment

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International Journal of Mining Science and Technology 2022年第1期32卷 215-224页

作者： jintuo zhu Xinjian He Liang Wang Xiaoxue Liao Guangping Teng Pengli Jing Key Laboratory of Gas and Fire Control for Coal Mines(China University of Mining and Technology) Ministry of EducationXuzhou 221116China National Professional Laboratory for Fundamental Research of Mine Gas and Dust Control Technology School of Safety EngineeringChina University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China School of Safety Engineering China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China

High humidity and high dust concentration in deep coal mines may severely challenge the performance of respirators worn by coal *** paper aims at quantitatively evaluating the respirators used in deep coal mines and providing scientific guidance for the respiratory protection of *** on the self-designed in-situ PM2.5 collector,controllable PM2.5 generator,human breathing simulator,and respirator simulation testing system,under the simulated deep mine working condition,this study investigated the effects of dust loading,wearing time,and dust concentration on the filtration efficiency,breathing resistance,and quality factor of N95 elastomeric *** the increase of dust loading,the respirator filtration efficiency firstly decreased,then increased(minimum value 97.5%).The breathing resistance increased exponentially from 120 to 180 to 1020-1530 Pa,and the quality factor decreased logarithmically from 0.051 to 0.076 to 0.0058-0.0085 Pa^(-1).As the PM2.5 coal dust concentration increased from 5 to 50 mg/m^(3),the wearing time for the respirator breathing resistance to exceed 300 Pa reduced from 7 h to less than 1 *** N95 elastomeric respirator is not able to perform an 8-h work *** avoid the excessive breathing resistance caused by dust loading,more filter cartridges are needed for coal miners.

关键词： Coal dust Respirator Dust loading Filtration efficiency Breathing resistance

高抗菌可降解纳纤膜制备及其长效低阻捕尘机理研究

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金属矿山 2024年第4期 252-261页

作者：王志荣杨婷柯律黄荣廷朱金佗何新建徐欢国能神东煤炭技术研究院陕西神木719315 中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

煤矿粉尘、空气中细微颗粒物(PM)和病原体的存在,严重危害生态环境和工作人员健康。传统高分子纤维过滤膜在滤除粉尘、PM和病原体方面显示出一定的作用。然而,传统高分子材料不可降解,易导致塑料污染和微塑料危害,亟需研发兼具高过滤效... 详细信息

煤矿粉尘、空气中细微颗粒物(PM)和病原体的存在,严重危害生态环境和工作人员健康。传统高分子纤维过滤膜在滤除粉尘、PM和病原体方面显示出一定的作用。然而,传统高分子材料不可降解,易导致塑料污染和微塑料危害,亟需研发兼具高过滤效率、高抗菌效率的可降解纤维过滤材料。本文采用静电纺丝—喷雾相结合的技术,将二氧化钛(TiO_(2))纳米颗粒直接嵌入聚乳酸(PLA)纳米纤维(PLA@TiO_(2)),同时调控纺丝环境湿度形成串珠结构,从而有效提高纤维膜的电活性、驻极性能和过滤性能,并赋予优异的UV屏蔽和抑菌性能。在气体流量为85L/min时,纯PLA纤维膜对PM_(0.3)的过滤效率仅有83.9%,空气阻力高达654.9Pa,而PLA@TiO_(2)纤维过滤效率显著提高且空气阻力明显降低,当TiO_(2)浓度为4%时,过滤效率高达97.9%,空气阻力降低到260.2Pa。此外,PLA@TiO_(2)纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效率均达到100%。TiO_(2)嵌入PLA纤维还能使纤维膜吸收紫外线辐射,PLA@TiO_(2)纤维膜紫外线透过率(T_(UVB))与纯PLA纤维膜相比下降到20.1%,能够防止和避免皮肤损伤等疾病。纳米纤维驻极性能和串珠结构的结合提供了高效过滤、低空气阻力以及高抑菌效率,为减少和预防尘肺病的发生提供了有益的参考。

关键词：矿山粉尘纳纤膜长效低阻紫外屏蔽抗菌性能

界面立构复合化电活性聚乳酸纳纤膜的制备及高效过滤性能

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高等学校化学学报 2023年第12期44卷 174-182页

作者：李小川唐梦珂朱金佗何新建徐欢中国矿业大学化工学院徐州221116 中国矿业大学材料与物理学院徐州221116 中国矿业大学安全工程学院徐州221116 中国安全生产科学研究院北京100012

聚乳酸纤维膜在可降解空气过滤材料领域具有巨大潜力,但低比例的电活性相导致纤维膜的介电性能较弱,难以满足高性能空气颗粒物(PMs)过滤材料的需要.本文利用聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)组成的立构复合物(SC)提供高比例电活性相,采... 详细信息

聚乳酸纤维膜在可降解空气过滤材料领域具有巨大潜力,但低比例的电活性相导致纤维膜的介电性能较弱,难以满足高性能空气颗粒物(PMs)过滤材料的需要.本文利用聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)组成的立构复合物(SC)提供高比例电活性相,采用同轴静电纺丝策略构筑界面立构复合化的电活性聚乳酸纳纤膜.通过改变纺丝时的注射速度,调控纤维形貌以及羰基(C=O)偶极子、β晶相和界面立构复合晶(SCs)的形成,得到的核壳(CS)结构纳纤膜具有改善的表面电势(9.3kV)和介电常数(1.60F/m).界面立构复合化的纤维膜力学性能提升显著,核部PLLA和壳部PDLA的注射速度分别为1.0和0.5 mL/h时获得的CS1.5纳纤膜的拉伸强度和杨氏模量分别达到17.2和351.1MPa,明显优于纯聚乳酸纤维膜.更重要的是,提升的电活性显著增强了聚乳酸纳纤膜对PM_(0.3)和PM_(2.5)的过滤效率,界面立构复合化在应对高流速下捕尘时具有独特优势,CS1.5纳纤膜的过滤效率由10 L/min时的82.5%提升至85 L/min时的97.9%.本文提出了采用界面立构复合化激发聚乳酸电活性的策略,为解决聚乳酸纤维膜过滤材料的应用瓶颈提供了有益的参考.

关键词：聚乳酸立构复合化同轴静电纺丝电活性空气过滤

Definition, theory, methods, and applications of the safe and efficient simultaneous extraction of coal and gas

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International Journal of Coal Science & Technology 2015年第1期2卷 52-65页

作者： Yuanping Cheng Liang Wang Hongyong Liu Shengli Kong jintuo zhu Qingyi Tu National Engineering Research Center for Coal Gas Control China University of Mining & Technology Xuzhou 221116China School of Safety Engineering China University of Mining &Technology Xuzhou 221116 China State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control Chongqing University Chongqing 400044 China

Simultaneous extraction of the coal and gas is an effective method of eliminating coal mine gas disasters while safely exploiting the coal and achieving efficient gas drainage in China, which is widely accepted by the main coal-producing countries around the world. However, the concrete definition of simultaneous extraction is vague and there is little accurate theoretical support for the simultaneous extraction of coal and gas, which makes it difficult to determine an efficient gas drainage method appropriate to the features of coal seams. Based on theoretical analysis, laboratory tests and field observations, a specific definition of simultaneous extraction of coal and gas is proposed after analyzing the characteristics of coal seam occurrences in China, and we developed the mechanism of mining-enhanced permeability and established the corresponding theoretical model. This comprises a process of fracture network formation, in which the original fractures are opened and new fractures are produced by unloading damage. According to the theoretical model, the engineering approaches and their quantitative parameters of ‘unloading by borehole drilling’ for single coal seams and ‘unloading by protective seam mining’ for groups of coal seams are proposed, and the construction principles for coal exploitation and gas-drainage systems for different conditions are given. These methods were applied successfully in the Tunlan Coal Mine in Shanxi Province and the Panyi Coal Mine in Anhui Province and could assure safe and efficient simultaneous extraction of coal and gas in these outburst coal mines.

关键词：煤矿安全同时提取瓦斯安全定义应用瓦斯抽放方法煤与瓦斯共采开采煤层

原位MOF化聚乳酸纤维膜制备及空气过滤性能

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煤炭学报 2023年第10期48卷 3885-3894页

作者：李欣雨朱桂英王存民朱金佗徐欢何新建中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学材料与物理学院

颗粒物(PMs)是主要的空气污染物，对生态环境和人体健康构成严重威胁，特别是PM0.3颗粒小、穿透性强、危害性大。传统空气过滤材料难以有效去除PM0.3，且不可降解，易产生塑料污染和微塑料危害。为此，开发了一种高力学性能、高表面电... 详细信息

颗粒物(PMs)是主要的空气污染物，对生态环境和人体健康构成严重威胁，特别是PM0.3颗粒小、穿透性强、危害性大。传统空气过滤材料难以有效去除PM0.3，且不可降解，易产生塑料污染和微塑料危害。为此，开发了一种高力学性能、高表面电势、高PM0.3过滤效率、低空气阻力且可生物降解的原位MOF化纤维过滤膜。提出了原位MOF化改性聚乳酸纤维膜，同时结合机械极化增强纤维膜表面荷电，提升静电过滤能力。通过调控MOF化时间，探究其与纤维膜综合性能之间关系。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱仪(EDS)进行微观表征；采用X射线衍射分析仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析晶体结构；采用万能试验机测试力学性能；采用静电测试仪和电介质测试仪检测表面电势和介电常数，探究极化特性；通过自主搭建的过滤测试系统研究纤维膜的过滤性能并探讨其过滤机理。结果表明MOF化聚乳酸纤维膜具有优异力学性能和过滤效率：拉伸强度增幅高达27%(4.4 MPa)，而断裂伸长率最高增加6倍(36.1%)，断裂韧性可提升8倍(1.46 MJ/m3),PM0.3过滤效率最高提升17.1%且不影响滤阻；经极化后，复合纤维膜的表面电势最高近4 kV，过滤效率可再次提升4.3%～7.7%。提出的全降解环境友好型多功能纤维膜在超细颗粒物的过滤中具有广阔应用前景。

关键词：聚乳酸 MOF化极化空气过滤 PM0.3

煤矿采掘面产尘模拟分析实践教学系统研发及应用

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实验技术与管理 2022年第1期39卷 157-161页

作者：王亮廖晓雪朱金佗蔡墨中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

文章构建了具有自主知识产权的煤矿采掘面产尘模拟分析实践教学系统。该系统可使学生全面、直观地感受煤矿采掘面截割/钻进破煤产尘过程,并指导学生开展“截割/钻进参数调控-产尘特征监测-数据统计分析”的全过程自由探索型创新实验,量... 详细信息

文章构建了具有自主知识产权的煤矿采掘面产尘模拟分析实践教学系统。该系统可使学生全面、直观地感受煤矿采掘面截割/钻进破煤产尘过程,并指导学生开展“截割/钻进参数调控-产尘特征监测-数据统计分析”的全过程自由探索型创新实验,量化分析截割/钻进参数对产尘特征(浓度、分散度等)的影响。对于提高学生的思考和实践能力,培养学生的创新思维,深化学生对采煤、掘进过程中粉尘灾害和产尘机理的理解,激发学生的科研兴趣,以及有针对性地提出截割/钻进减尘、优化粉尘工程控制措施和个体防尘技术具有重要意义。

关键词：矿井粉尘防治采掘工作面截割/钻进产尘实践教学