检索结果-南通市图书馆

作者：杨粟平重庆大学

学位级别：硕士

中国白酒作为世界六大蒸馏酒之一,其独特的酿造工艺决定了白酒风味的复杂性和感官风格的鲜明性,白酒酿造过程周期较长且需要多种微生物协同代谢。目前改善白酒发酵过程的方式主要有人工添加酶制剂和复合菌剂,这些方法虽然能一定程度上... 详细信息

中国白酒作为世界六大蒸馏酒之一,其独特的酿造工艺决定了白酒风味的复杂性和感官风格的鲜明性,白酒酿造过程周期较长且需要多种微生物协同代谢。目前改善白酒发酵过程的方式主要有人工添加酶制剂和复合菌剂,这些方法虽然能一定程度上加快白酒发酵进程,但操作复杂、经济成本较高,并且容易使发酵体系内微生物的群落结构失调。此外,酒作为聚会和宴席的必要消耗品深受人们喜爱,而随着经济全球化发展,消费者对白酒口味的需求越来越多样。因此优化传统白酒发酵工艺,改善白酒品质和丰富白酒口味,显得极其重要。feo纳米粒子(feo NPs)的生物相容性和化学稳定性较好,具有类过氧化物酶活性,能提高体系中电子转移速率,因此被广泛用于生物医药、环境修复和微生物发酵领域。至目前,尚无人探索feo NPs在白酒发酵中的作用。本研究选择并制备了三种不同的feo NPs,首先将其与酿酒酵母进行共培养液态发酵,探究了feo NPs对酿酒酵母的生长状态、乙醇耐受性和代谢产物的作用,随后探索了feo NPs对白酒发酵的挥发性风味物质、感官特征和安全的影响。最后将feo NPs和橡木一同作为辅料参与白酒发酵,分析了feo NPs对橡木风味白酒的影响。主要内容如下:(1)制备了Small-feo(小尺寸feo NPs)、Big-feo(大尺寸feo NPs)和His-feo(组氨酸修饰的feo NPs),尺寸分别为约17 nm、337 nm和70 nm。筛选并鉴定了一株酿酒酵母菌。三种feo NPs分别与酿酒酵母共培养时,均可缩短菌株培养的延滞期,加快发酵进程。在培养基中添加His-feo和Big-feo,能有效增强酿酒酵母细胞对乙醇的耐受性,使细胞即使在面临16%(v/v)浓度的乙醇胁迫时,也能保持良好的生长状态。添加His-feo提升了酿酒酵母的乙醇和乙酸产量。feo NPs能加快培养基内电子的转移速率,其中His-feo和Big-feo能增强酿酒酵母对葡萄糖的氧化分解能力,加快酵母细胞生长。(2)在传统白酒发酵过程中,分别添加三种feo NPs辅助发酵,均有利于降低酒醅的酸度,提升产醇和产酯的效率,增强酒体的发酵香和粮香。其中,His-feo利于酒醅中淀粉的水解和消耗,促进白酒发酵过程中酚类化合物的生成;Big-feo有利于提升白酒发酵过程中酯、酚类化合物在酒体的占比;Small-feo利于醇、酯类化合物的生成。所得酒样的fe元素含量远低于国家安全限制标准,不影响酒样安全,同时可为人体补充微量fe元素。(3)在橡木白酒发酵中,His-feo和Big-feo对于产醇和酯类化合物的效果最优、橡木基酒感官评分最好,Small-feo则利于醛类物质的积累。橡木白酒比传统白酒增加了21种风味物质,分别为7种酯类、10种醛类、2种醇类、2种其他芳香类化合物。橡木酒中酯类物质含量在5-6 g/L之间,达到了国家优级标准;总醛含量在0.1-0.3 g/L范围内,符合白酒标准。橡木作为白酒辅料时,其含量越低,酒中的油哈味和橡木味越淡,转而表现为独特的水果香,对传统白酒的主体风味影响较小且保持了粮香,使酒样层次更丰富、别具风味。

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fe3o4基纳米材料的制备及其对水中砷的吸附效果研究

Fe3O4基纳米材料的制备及其对水中砷的吸附效果研究

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作者：赵尉伶新疆农业大学

学位级别：硕士

四氧化三铁（feo）材料磁学性能优异,被广泛应用于各领域。近年来,有关feo磁性纳米材料表面功能化的研究也在深入发展。经研究,表面活性剂和生物炭材料一直被用于feo磁性纳米材料的功能化修饰。利用表面活性剂与feo外层复合,其致密结构... 详细信息

四氧化三铁（feo）材料磁学性能优异,被广泛应用于各领域。近年来,有关feo磁性纳米材料表面功能化的研究也在深入发展。经研究,表面活性剂和生物炭材料一直被用于feo磁性纳米材料的功能化修饰。利用表面活性剂与feo外层复合,其致密结构对feo起到保护的作用。利用生物炭材料与feo复合,能提高feo的稳定性,并且生物炭材料表面丰富的官能团和疏松多孔的结构能提高所制材料对水中重金属的吸附效果。本实验采用共沉淀法制备纯相feo磁性纳米材料,分别对其复合季铵盐类阳离子表面活性剂（Surfactants）{十六烷基三甲基溴化铵（Cetyltrimethylammonium Bromide,CTAB）、二亚甲基-1,2-二（N-十二烷基-N,N-二甲基溴化铵）[Dimethylene-1,2-bis（N-dodecyl-N,N-dimethylammonium Bromide）,Gemini12-2-12]与溴化十烃季胺（Decahydrocarbon Quaternary Amine Bromide,Bola）}和向日葵秸秆生物炭（Sunflower Straw Biochar,SFBC）,得到表面活性剂复合四氧化三铁磁性纳米材料（feo@Surfactants）与生物炭复合四氧化三铁磁性纳米材料（feo@SFBC）,并对水溶液中的五价砷As（Ⅴ）和三价砷As（Ⅲ）离子进行吸附。本文的主要研究结果如下:（1）所制备的纯相feo磁性纳米材料为Fd-3m反尖晶石型feo单晶,分别对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）进行吸附,其吸附最佳p H值均为6.0且吸附过程均符合准二级动力学模型,吸附过程均具有时间依赖性。由吸附等温线模型表明,feo纳米材料对As（Ⅴ）的吸附效果优于对As（Ⅲ）的吸附效果,吸附效果的差异归因于As（Ⅴ）和As（Ⅲ）分子之间的差异,且吸附更符合Langmuir模型,其最大吸附量分别为25.223和14.546 mg/g,吸附与feo表面的均匀结构及静电吸引有关。（2）采用共沉淀法合成了feo@Surfactants磁性复合材料,研究发现,材料对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的吸附最佳p H值均为6.0。feo@Surfactants磁性复合材料达到吸附平衡的时间为60分钟且该吸附过程符合准二级动力学模型。根据Langmuir吸附等温线数据拟合结果得到,feo@CTAB、feo@Gemini和feo@Bola对As（Ⅴ）的吸附容量分别为31.325、67.602和56.111 mg/g,对As（Ⅲ）的吸附容量分别为18.348、55.133和34.162 mg/g。吸附驱动力来自于表面活性剂分子在固液界面的排列行为、表面活性剂头基与阴离子的静电作用以及尾链与As（Ⅴ）、As（Ⅲ）之间的配位作用。（3）在使用共沉淀法制备的纯相feo磁性纳米材料中加入向日葵秸秆生物炭,合成feo@SFBC磁性复合材料。通过改变SFBC的煅烧温度和SFBC/fe的质量比来改变样品的成分,研究发现,feo@SFBC磁性复合材料对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的吸附过程均符合准二级动力学模型。6.0和4.0是材料对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的吸附最佳p H值。如Langmuir模型所述,选择450℃烧制的SFBC且SFBC/fe质量比为1:5时制备的材料对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）均表现出良好的吸附效果,最大吸附容量分别为188.753和121.374 mg/g。其吸附机制基于化学吸附、络合和静电相互作用。综上所述,本研究制备的feo基纳米材料具有较好的吸附能力和重复使用性,在水中砷离子的去除方面有较好的应用前景。

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fe3o4作为阳极缓冲层在有机小分子太阳能电池中作用的研究

Fe3O4作为阳极缓冲层在有机小分子太阳能电池中作用的研究

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作者：刘晓吉林大学

学位级别：硕士

随着科学的不断发展,人们对传统能源的消耗越来越大，终究会消耗殆尽。人们对新型能源的开发势在必行，其中太阳能成为最有潜力的替代能源。无机太阳能电池虽然具有较高的功率转化效率，但由于其生产成本高，非柔性等缺点，无法大规模... 详细信息

随着科学的不断发展,人们对传统能源的消耗越来越大，终究会消耗殆尽。人们对新型能源的开发势在必行，其中太阳能成为最有潜力的替代能源。无机太阳能电池虽然具有较高的功率转化效率，但由于其生产成本高，非柔性等缺点，无法大规模的民用化。而有机太阳能电池具有生产成本低，柔性和生产工艺简单等优点，具备了大规模民用化的潜力，所以有机太阳能电池的研发受到人们的广泛关注。本论文首先介绍了太阳能电池研究意义和研究进展，以及有机小分子太阳能电池的研究现状。有机小分子因其易提纯，且能实现较高的载流子迁移率，从而使有机太阳能电池的应用范围进一步拓宽。然后详细介绍了有机小分子太阳能电池器件的制作条件和工艺，器件采用双层异质结结构可以克服体异质结结构中均匀性等不可预测的因素的影响，在CuPc与ITo薄膜层之间引入feo材料作为缓冲层，采用高真空热蒸发方法制作各层薄膜和Al金属电极，完成双层异质结ITo/feo/CuPc/C/BCP/Al有机太阳能电池的制作，最后对引入不同厚度缓冲层的器件进行测试并对测试结果进行分析。实验结果显示，引入厚度为1nm的feo可以最大程度提高器件的功率转换效率。器件的开路电压为0.344V，短路电流密度为2.52mA/cm，填充因子经计算后为49.6%，能量转换效率达到了0.43%。应用紫外光电子能谱和原子力显微镜等表征手段，说明和论述了feo在器件中作为阳极缓冲层，使得器件性能得到提高的机理。此外，利用软件模拟了波长为470nm和625nm入射光照射器件的光场分布，将引入1nm的feo作为缓冲层的器件与未引入1nm的feo器件进行对比，器件光场分布改变较小，说明引入1nm的feo不会在吸收光能方面影响器件的性能。器件性能主要受到功函数与薄膜表面形貌的影响。一般条件下，当增加阳极功函数，则CuPc与阳极之间的能级差就会减小，空穴的收集效率增加，器件的短路光电流就会提高。这是因为在阳极ITo与feo薄膜的交界面处，缓冲层feo薄膜与CuPc的界面处，存在界面偶极子。正是由于界面偶极子的作用，能极差减小了。在选用feo作为阳极缓冲层后，由紫外光电子能谱可知，CuPc与阳极之间的能级差减小了0.2eV。当阳极表面形貌变化时，同样会影响器件的性能，阳极表面变得越粗糙，表面处局部陷阱密度就会增加。这些陷阱能够俘获更多的载流子，阳极表面就会俘获更多的空穴，阻挡了空穴注入。阳极表面的粗糙度明显的影响了器件的功率转化效率。由原子力显微镜的图像可知，在ITo表面蒸镀feo薄膜，表面的粗糙度变小，由原来的1.79nm变为1.45nm，阳极表面更加平整，薄膜电阻减小，空穴更容易注入，短路光电流增大，功率转化效率提高。这样在阳极表面蒸镀feo薄膜作为阳极缓冲层，影响器件功率转化效率的两种因素得到了改善。

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fe3o4/生物活性玻璃热种子制备及磁热性能研究

Fe3O4/生物活性玻璃热种子制备及磁热性能研究

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作者：张楠河南科技大学

学位级别：硕士

骨肿瘤的术后复发问题是困扰医学界的一大难题,具有磁性和生物活性的磁性生物活性玻璃热种子是一种较理想的辅助骨肿瘤术后治疗的材料。一方面,该类材料可以在骨肿瘤切除后植入病变部位,通过其生物活性修复骨缺损,防止骨折;另一方面其... 详细信息

骨肿瘤的术后复发问题是困扰医学界的一大难题,具有磁性和生物活性的磁性生物活性玻璃热种子是一种较理想的辅助骨肿瘤术后治疗的材料。一方面,该类材料可以在骨肿瘤切除后植入病变部位,通过其生物活性修复骨缺损,防止骨折;另一方面其具有磁性,可以作为热种子使用,可在交变磁场下实现磁感应无线加热,对病变部位周围组织进行热疗,利用肿瘤细胞比正常细胞对热更为敏感的特点,选择性杀死肿瘤细胞,而不伤害正常细胞,控制肿瘤的复发与转移。如何使磁性生物活性玻璃热种子既具有良好的生物活性,又能发挥良好的磁热性能,是该类材料制备的一大难点。本论文针对这一难点,以生物相容性良好的Ca o-Si o-Po-Mg o为生物活性玻璃基质,以feo为磁性功能相,以生物相容性良好且在高温下能煅烧去除的碳作为改性剂,研究采用改进的特殊工艺制备兼具良好磁性和生物活性的磁性生物活性玻璃热种子材料。论文首先采用溶胶-凝胶法制备磁性生物活性玻璃前驱体,以水热法制备feo,然后将碳粉与生物活性玻璃前驱体和feo功能相以一定比例混合研磨均匀,采用有机海绵浸渍成型工艺使材料具有多孔结构,采用碳粉包埋煅烧,高温取出淬冷,制得材料。采用XRD、SEM分析材料的晶体组成和表面形貌;用红外、拉曼光谱分析材料的化学基团等信息;采用体外模拟体液浸泡评价材料的生物活性;采用VSM表征材料磁性,并将材料暴露在交变磁场下分析其磁感应生热能力;以人骨肉瘤细胞系MG-63细胞为实验细胞,通过细胞毒性实验、ALP检测、细胞黏附实验分析材料的体外生物相容性;采用兔上皮癌细胞系VX2细胞为实验细胞,考察交变磁场下,材料的磁生热性能对肿瘤细胞的杀伤效应。结果表明:(1)XRD结果表明,使用碳改性工艺的样品主晶相为Ca Mg Si o、feo、Ca(Po)Si o等;红外、拉曼光谱分析进一步确认材料中磁性功能相主要为feo,说明本论文中采用的碳粉改性工艺和包埋煅烧工艺能有效防止feo在高温煅烧过程中的氧化反应;SEM表明,材料具有类似人松质骨的多孔结构;体外模拟体液浸泡14天后,材料表面生成一层羟基磷灰石层,显示材料具有良好的生物活性。(2)VSM结果显示,feo掺入量约为29 wt%,采用包埋煅烧工艺条件下,分别采用碳改性生物活性玻璃前驱体与不改性生物活性玻璃前驱体制备的热种子材料,充磁至1×10A/m时,饱和强度分别为18.2 A?m/Kg和19.1 A?m/Kg,矫顽力分别为4.9×10A/m和3.7×10A/m,磁滞回线面积分别为1997.5 erg/g,1160.5 erg/g,前者理论上具有更强的磁生热能力;分别将采用碳改性生物活性玻璃前驱体与不改性生物活性玻璃前驱体制备的热种子材料暴露在频率为340k Hz,强度为1.1×10A/m的交变磁场下,0.1 g材料能使3 m L的3 wt%PVA溶液300 s内分别实现约23℃和13℃的升温,SAR值分别约为7.8 W/g和5.5W/g,说明采用碳改性前驱体加包埋工艺制备的材料具有更强的磁生热能力。(3)体外生物相容性实验结果表明:采用碳改性前驱体及包埋工艺制备的材料不具有细胞毒性,并具有轻微刺激细胞分泌ALP的作用,将材料与MG63细胞共同培养5天后在材料表面观察到了细胞的粘附和生长,说明材料具有良好的生物相容性。(4)材料磁热性能对肿瘤细胞杀伤实验结果表明:将采用碳改性前驱体加包埋工艺制备的大小约Φ9×2 mm的材料放入长满VX2细胞的直径30 mm的培养皿中,共同暴露在频率为340 k Hz,强度约为1.1×10A/m的交变磁场下10 min后,细胞的存活率仅为50%;采用台盼蓝染色后,可在材料周围观察到约5 mm的细胞杀死圈。论文中制备的feo/生物活性玻璃热种子材料既具有良好的生物活性又具有良好的磁热性能,具有一定的应用前景。文中所使用的制备工艺和所获得的参数对制备其他热种子材料具有良好的参考作用。

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fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料的制备及吸附性能研究

Fe3O4/Ni-Fe-LDHs复合材料的制备及吸附性能研究

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作者：许英伟山东理工大学

学位级别：硕士

本文采用水热法和溶剂热法分别制备了镍铁双金属氢氧化物(Ni-fe-LDHs)和fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料,研究不同的工艺条件对Ni-fe-LDHs和fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料的结构、结晶性、形貌、磁性能和吸附性能及吸附规律的影响,对废水中有机染... 详细信息

本文采用水热法和溶剂热法分别制备了镍铁双金属氢氧化物(Ni-fe-LDHs)和fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料,研究不同的工艺条件对Ni-fe-LDHs和fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料的结构、结晶性、形貌、磁性能和吸附性能及吸附规律的影响,对废水中有机染料的去除提供理论依据和实际意义。1.采用水热法制备了Ni-fe-LDHs,通过控制反应条件如镍铁比、柠檬酸三钠浓度、反应时间和温度等制备了不同结晶性和形貌的Ni-fe-LDHs材料。初步探讨了这些反应条件的作用规律。在制备过程中,还得到一种层状结构的Ni3(No3)3(oH)4。实验表明镍铁比和柠檬酸三钠浓度在Ni-fe-LDHs的形成过程起到重要作用,镍铁比为2:1,柠檬酸三钠浓度为0.25 mmol/L时,制得了结晶性良好,具有片状结构的Ni-fe-LDHs;不添加柠檬酸三钠或增加镍铁比,只能得到结晶性和磁性能较差的Ni-fe-LDHs,并有些团聚。延长反应时间或升高反应温度,有N i(oH)2杂质相生成,不利于制备单一物相的Ni-fe-LDHs。2.采用溶剂热法和水浴法分别制备了fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料,初步探讨了反应条件如镍铁比、碱的种类和浓度、络合剂的种类和浓度、溶剂的种类及反应时间对fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料生长和磁性能的作用规律。使用尿素为碱,甲醇为溶剂和柠檬酸三钠为络合剂有利于fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料的结晶性和磁性能的提高。尿素在反应中提供oH-,以及柠檬酸三钠与fe3+络合,有利于控制反应速度,促进fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料的生长。实验表明,NaoH(或HMT)作为碱、或水为溶剂或者改变络合剂的种类(酒石酸钾钠),fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料的结晶性和磁性能都会降低。镍铁比升高,fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料的结晶性升高,但是形貌没有明显改变,都是由片构成的花状结构。不同反应条件制备的fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料有较低的矫顽力,低剩磁,表现为顺磁性。样品中铁含量,结晶性和反应过程络合剂的络合能力不同等因素造成饱和磁化强度不同。镍铁比较低时(2:1),fe3o4/Ni-fe-LDHs有较高的饱和磁化强度;由于Ni2+与HMT有较强的络合作用,导致以HMT为碱制备的样品的饱和磁化强度高许多;以柠檬酸三钠为络合剂,fe3o4/Ni-fe-LDHs表现出较高的饱和磁化强度。3.以甲基橙和亚甲基蓝两种不同离子型的有机染料为研究对象,研究Ni-fe-LDHs、LDo和fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料对有机染料的吸附规律,探讨了样品制备条件如镍铁比、复合条件对其吸附效果的影响规律。结果表明,三种样品对甲基橙和亚甲基蓝的吸附是一种多层吸附过程,都符合Freundlich等温吸附模型。但是三种样品的吸附机理不同,对两种染料表现出不同的吸附效果,Ni-fe-LDHs主要通过离子交换吸附,LDo通过结构重建过程进行吸附,两者对亚甲基蓝表现出较好的吸附容量;而fe3o4/Ni-fe-LDHs复合材料有片层分布在fe3o4表面,形成的花状结构,表面积大,对甲基橙和亚甲基蓝的吸附效果相似。

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fe3o4@MIL-53（fe Cu）双金属有机框架材料吸附水中Sb（Ⅴ）和甲基橙的特性研究

Fe3O4@MIL-53（Fe Cu）双金属有机框架材料吸附水中Sb（Ⅴ）和甲...

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作者：成双婵湖南科技大学

学位级别：硕士

重金属和染料对水环境的污染成为了危害人类生存环境的主要问题之一。如何高效环保地治理被污染的水体,一直是人们的研究重点。相较于其他吸附剂,MoFs因其吸附容量大、高孔隙率和高热稳定性等独特的优势而被广泛应用于水处理中。本研究... 详细信息

重金属和染料对水环境的污染成为了危害人类生存环境的主要问题之一。如何高效环保地治理被污染的水体,一直是人们的研究重点。相较于其他吸附剂,MoFs因其吸附容量大、高孔隙率和高热稳定性等独特的优势而被广泛应用于水处理中。本研究通过溶剂热法将磁性材料四氧化三铁引入金属有机框架,成功制备feo@MIL-53（fe Cu）双金属复合材料,同时对复合材料的结构进行定性、定量分析,对其分别吸附Sb（V）和甲基橙的特性进行研究。具体研究结论如下:（1）通过改变铁铜摩尔比探究吸附锑最佳效果的制备比例,借助各类表征手段研究复合材料的组分结构。结果表明:复合材料制备的最佳铁铜摩尔比为3:3。feo成功负载于复合材料表面。添加铜离子后的双金属复合材料较MIL-53（fe）而言,晶面增长,比表面积增大6倍,为吸附提高更多吸附位点。复合材料表面存在C-H、C-o、C=o、fe-o、-oH等丰富官能团。（2）通过静态吸附实验,考察了pH、投加量、共存离子、循环次数对吸附性能的影响,并采用响应面法优化去除Sb（V）的实验条件。结果表明:在p H=3时,feo@MIL-53（fe Cu）吸附Sb（V）和甲基橙的效果最佳。共存离子对吸附Sb（V）影响顺序为:Co>Po>Cl>So;As>Pb>Zn;共存离子对吸附甲基橙影响较小。甲基橙与Sb（V）共存时,两者的去除率相较于单一去除都呈下降趋势,但吸附剂对两者依旧保持较好的去除效果。通过响应面对吸附Sb（V）实验条件优化,最佳去除条件为:T=39.42℃、Sb（V）初始浓度=55.38 mg/L、pH=3.32、吸附剂投加量=30.74 mg、吸附时间为3.94 h。经过五次循环解吸-吸附实验后,复合材料对Sb（V）的去除率仍可达80%以上,对甲基橙的去除率仍保持75%以上,吸附剂有较好的稳定性和再生性。feo@MIL-53（fe Cu）双金属有机框架吸附效率高,环保性能好,能较好的处理锑废水及甲基橙废水。（3）通过吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学模型及SEM、XPS、FTIR等表征手段,研究feo@MIL-53（fe Cu）对两种目标污染物的吸附机理。结果表明:准二级吸附动力学和Freundlich模型能较好描述feo@MIL-53（fe Cu）吸附Sb（V）和甲基橙过程,理论吸附最大容量分别为395.854 mg/g和193.65 mg/g,两者吸附过程都为多层吸附,以化学吸附为主。吸附Sb（V）和甲基橙的过程皆为可自发进行的吸热反应,升高温度有利于反应的进行。两者吸附机理存在差异,吸附Sb（V）的机理主要为静电吸引、金属键的络合作用及介孔填充,吸附甲基橙的机理主要有静电吸引、π-π键及氢键的作用。

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fe3o4/碳毡在光电协同芬顿体系中对四环素废水的催化氧化降解过程研究

Fe3O4/碳毡在光电协同芬顿体系中对四环素废水的催化氧化降解过程...

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作者：董倩茹吉林大学

学位级别：硕士

四环素类抗生素废水的处理问题为当下研究的热点问题。芬顿处理方法产生的·oH具有强氧化性,可以去除包括四环素在内的大多数难降解的有机污染物。但传统芬顿技术的使用过程之中,仍存在着一些不足之处。本文在传统芬顿体系上添加电化学... 详细信息

四环素类抗生素废水的处理问题为当下研究的热点问题。芬顿处理方法产生的·oH具有强氧化性,可以去除包括四环素在内的大多数难降解的有机污染物。但传统芬顿技术的使用过程之中,仍存在着一些不足之处。本文在传统芬顿体系上添加电化学作用和紫外光的作用对芬顿体系进行改良。催化剂材料的存在形态也会对降解效果产生影响。本文使用水热法,将feo负载到碳毡上制备得到非均相固体催化剂,研究其在电芬顿和光电芬顿体系中对四环素的降解性能,研究电芬顿体系和光电协同辅助芬顿体系的作用机制,并推断四环素的降解途径。采用多种表征手段对制备的催化剂材料进行表征以观察材料的组成、结构、形貌、电化学性质等。通过研究发现,掺杂四氧化三铁后的碳毡材料既保留着四氧化三铁的立方体结构,同时碳毡的纤维结构也未受到明显的破坏影响。因此既保留了碳毡的吸附性能,又增加了材料的导电性能。以四环素废水为处理目标污染物,研究制备的催化剂材料在光电芬顿体系中的催化性能和循环稳定性能。结果如下:电芬顿体系中,在pH值约等于3,四环素的初始浓度50 mg/L,初始电流值为0.2 A,曝气流量为300 mL/min,电解质浓度为0.2 mol/L的条件下,使用制备的催化剂对四环素废水进行降解处理,120 min后去除率可达93.5%,矿化率可达80.6%。重复使用5次后,去除率依然可达到86.3%。添加了光的作用后,初始pH值为7,光源为10 W的紫外光,其余条件不变的情况下,120 min后四环素的去除率可达99.1%,矿化率可达88.2%。在电芬顿和光电协同芬顿体系中通过观察降解过程中各项指标的变化情况,可得出芬顿体系降解四环素废水的过程:电芬顿的过程中,芬顿反应可以生成·oH,oH和fe,fe在阴极得电子转化成fe可使芬顿反应持续发生,·oH可降解四环素及四环素降解过程中生成的酸性中间产物,oH与四环素降解过程中产生的酸性中间产物相互作用维持体系的pH值。在添加紫外光作用的电芬顿体系中,降解过程大体上是一致的,但降解速率加快,且可在更宽的pH值范围内发生反应,这是由于紫外光可光解曝气产生的Ho形成更多的·oH,对四环素的降解速率加快,酸性中间产物产生的也越快,因此在中性条件下的反应过程中pH值逐渐减少,这就可以促进芬顿反应的发生。在整个反应的过程中,通过对中间副产物的测定,可推测四环素的降解途径:四环素的降解会通过两种途径,其一为·oH的羟基化作用,其二为·oH和h的去甲基化作用。在这些作用下发生断键、开环、破坏基团等反应,而后再通过自由基团的作用,进一步被降解矿化成为小分子的草酸、甲酸等有机物以及Co和Ho等矿化产物。

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fe3o4-PVDF复合纤维的制备及其在锂硫电池中的应用

Fe3O4-PVDF复合纤维的制备及其在锂硫电池中的应用

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作者：马朝勇湖南科技大学

学位级别：硕士

自1962年Herbet和Ulam首次以专利的形式提出硫可作为能源储存材料的想法以来,硫凭借自身拥有的高理论比容量(1675 m A h g)使之成为高比能可充电锂电池潜在阴极材料,加之自身无毒性、原料广泛、价格低廉等因素,自该体系提出以来备受研... 详细信息

自1962年Herbet和Ulam首次以专利的形式提出硫可作为能源储存材料的想法以来,硫凭借自身拥有的高理论比容量(1675 m A h g)使之成为高比能可充电锂电池潜在阴极材料,加之自身无毒性、原料广泛、价格低廉等因素,自该体系提出以来备受研究者关注。然而,锂硫电池充放电过程的中间多硫化锂易溶于有机电解质、锂枝晶、体积膨胀问题导致其在实际应用中受到循环寿命短、自放电严重和库伦效率低下等因素的限制。针对上述难题,本文基于结构优化和磁性吸附的设计思路,利用聚偏氟乙烯（PVDF）的高吸液率和feo纳米颗粒的弱磁特性,采用静电纺丝技术制备综合性能优异的feo-PVDF复合纤维网膜以应对挑战。为同时改善Li-S电池的“穿梭效应”和正极的体积膨胀,通过调整静电纺丝参数增加纤维间的孔隙,在其上涂覆活性物质,使混合物嵌入复合纤维网膜。同时将feo纳米颗粒、S、导电剂混合制备的电极与复合纤维电极综合对比电池的各项性能发现:相比S单独涂覆,硫浸润feo-PVDF的电化学性能得到显著提升,PFS 300次循环后剩余比容量994.7 m A h g（0.1 C）;feo与S混合涂覆的电池,0.5 C电流密度循环200次后剩余比容量为213.7 m A h g(同期FPS剩余831.7 m A h g)。feo粉末因团聚现象分散不均匀,无法对多硫化物起到抑制作用,经纤维网膜分散后的颗粒收到了预期效果;柔性PVDF成功地将S分成若干微元,有效缓解了整个过程中的体积变化。电池隔膜除区分正负极防止形成电气短路外应兼具良好的离子传输通道,若作为Li-S电池的隔膜,还应具备在循环过程中能够抑制多硫化物迁移的功能。基于上述考虑,采用静电纺丝的方式设计了具有增强热稳定性的feo-PVDF/PVDF双层复合纤维网膜。经实验测试:PVDF与feo-PVDF组合形成的双功能双层隔膜能够加强聚合链段的运动能力和良好的离子亲和性,电解液与隔膜具有优异的交互作用和离子传导性能;PVDF的全网通3D网络结构有利于界面保持相对稳定;经feo与PVDF对多硫化物双重作用,S/SFPP-2/Li扣式电池在0.5 C电流密度下表现出优异的循环性能和倍率性能,电池首圈放电容量1052.7 m A h g,250循环后,剩余比容量为844.9 m A h g。晶须状和树枝状锂枝晶易刺穿隔膜,引发电池内部电气短路。将前章节所得feo-PVDF/PVDF隔膜加以修饰后运用到锂负极保护中,对该电极进行对称电池和全电池测试结果表明:在对电池体系中,相较于其它电极材料,FPPFP-2表现出更长的循环寿命和更小的锂离子沉积电位;通过AFM观察对比PP与FPPFP-2后充放电后的锂片,PVDF与feo的组合在有效改善锂离子沉积行为的同时,PVDF表面的电子绝缘层亦能抑制锂离子在电极表面的自动还原。

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fe3o4/竹重组材的制备及其性能研究

Fe3O4/竹重组材的制备及其性能研究

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作者：杨淋添南京林业大学

学位级别：硕士

竹材由于其自身的特性容易霉变、变形,严重影响着竹材的加工与利用。添加无机质纳米材料是竹材改性的一种方式,能够有效地改善竹材的材性,提高竹产品的品质与利用率。本文以竹材疏解的竹束为单元,以重组竹的制造工艺,探究热处理工艺和... 详细信息

竹材由于其自身的特性容易霉变、变形,严重影响着竹材的加工与利用。添加无机质纳米材料是竹材改性的一种方式,能够有效地改善竹材的材性,提高竹产品的品质与利用率。本文以竹材疏解的竹束为单元,以重组竹的制造工艺,探究热处理工艺和前驱体溶液浓度对于feo/竹重组材性能的影响。竹束单元在180℃的饱和蒸汽下热处理10 min、20min、30 min、40 min、50 min,探究热处理时间对于feo/竹重组材性能的影响。以未处理竹束为原材料,浸渍0.2 mol/L、0.4 mol/L、0.6 mol/Lfe的铁盐前驱体溶液,探究feo添加量对于feo/竹重组材性能的影响。1.利用常压浸渍技术与原位复合的方法制备出feo/竹束,并对其进行表征。热处理竹束随着热处理时间的增加,半纤维素大量降解,其中20 min和30 min下的竹束大院半纤维素相对含量下降迅速,10至20 min下降了8.62%,20至30 min下降6.35%,整个10至30 min内半纤维素分解量达到了半纤维总量的58.1%。feo/竹束表面除了C元素和o元素,还存在fe元素,XRD证明该物质为feo,红外光谱显示热处理和碱处理过程中半纤维素和部分木质素降解。随着热处理时间增加,EDS mapping分析显示热处理30 min的竹束表面fe元素信号较强。浸渍不同浓度铁盐前驱体溶液制备的feo/竹束,feo添加量随前驱体溶液浓度增加而增加。2.利用重组竹制备工艺将feo/竹束单元浸胶热压制备出feo/竹重组材,并对其进行表征。热压过程中,竹束单元被挤压密实化,表面分析显示有fe元素信号,AFM分析显示feo/竹重组材是包括竹束单元、金属氧化物以及酚醛树脂的多相材料。Micro-CT分析显示feo在竹重组材内部均匀分布,粒子沿着竹纤维方向分布,热处理工艺下30 min的竹束feo添加量最大。浸渍不同浓度铁盐前驱体溶液的,feo添加量随前驱体溶液浓度增加而增加。3.参考力学标准测试feo/竹重组材的物理性能。热处理后的竹束制备的feo/竹重组材的弹性模量、静曲强度、顺纹抗拉强度都是随着热处理时间的增加而降低。顺纹和横纹抗压强度随着时间的增长先增加后减少,20 min达到较大值,分别为68.23 MPa和60.87MPa,与未处理材相比,增幅分别为5.9%、12.1%。竹重组材的吸水率与feo纳米颗粒的负载量呈正比,水接触角的大小与feo纳米颗粒的负载量呈反比。浸渍不同铁盐浓度的竹束制备的feo/竹重组材板材的弹性模量、静曲强度、顺纹抗拉强度与未处理材相比都降低的,并随着铁盐浓度的增加,先增后减,0.4 mol/L浓度下达到较大值。顺纹和横纹抗压强度与未处理材相比是增强的,最大增幅分别为26.4%、36.1%。吸水增重率和尺寸变化都是随着浸渍铁盐浓度升高而增大。4.黑曲霉30 d感染实验,五组热处理竹束制备的feo/竹重组材板材均未被感染。浸渍不同铁盐浓度的竹束制备的feo/竹重组材的防霉性能随着浸渍铁盐浓度升高而增加。

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fe3o4/聚乙烯亚胺吸附剂的合成及重金属离子和染料吸附性能研究

Fe3O4/聚乙烯亚胺吸附剂的合成及重金属离子和染料吸附性能研究

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作者：廖玲成都理工大学

学位级别：硕士

本文采用改良共沉淀法制备feo,然后分别用硅烷偶联剂和聚乙烯亚胺(PEI)对feo进行表面改性,最后将PEI改性feo用戊二醛交联制备feo/聚乙烯亚胺吸附剂,考察了吸附条件对磁性聚合物吸附剂重金属离子和染料吸附性能的影响,采用多种现代表征... 详细信息

本文采用改良共沉淀法制备feo,然后分别用硅烷偶联剂和聚乙烯亚胺(PEI)对feo进行表面改性,最后将PEI改性feo用戊二醛交联制备feo/聚乙烯亚胺吸附剂,考察了吸附条件对磁性聚合物吸附剂重金属离子和染料吸附性能的影响,采用多种现代表征手段对feo/聚乙烯亚胺吸附剂的结构进行了表征,研究feo/聚乙烯亚胺吸附剂重金属离子和染料的吸附动力学和吸附热力学,考察feo/聚乙烯亚胺吸附剂的磁响应性、解吸和循环再生利用性能,初步探讨feo/聚乙烯亚胺吸附剂重金属离子和阴离子染料的吸附机理,主要研究结果如下:1、feo分散液、硅烷偶联剂改性feo分散液和PEI改性feo分散液均具有明显的丁达尔现象和快速的磁响应性。2、FTIR表明硅烷偶联剂和PEI修饰到feo表面,制备的硅烷偶联剂改性feo和PEI改性的feo具有目标结构。TGA结果表明硅烷偶联剂和PEI成功接枝到feo表面,制备的feo/聚乙烯亚胺吸附剂具有较高的磁含量。3、TEM表明feo、硅烷偶联剂改性feo以及PEI改性feo的粒径为15-20 nm,具有不规则颗粒形状,经过硅烷偶联剂和PEI表面修饰的feo团聚现象有所降低。XRD表明feo、硅烷偶联剂改性feo以及PEI改性feo均具有feo的特征衍射峰,结晶度较高。4、feo饱和磁化强度达67.74 emu/g,硅烷偶联剂改性feo、PEI改性feo和feo/聚乙烯亚胺吸附剂的饱和磁化强度有所降低,但降低幅度不大,仍然具有较高的饱和磁化强度。feo、硅烷偶联剂改性feo、PEI改性feo和feo/聚乙烯亚胺吸附剂的剩磁和矫顽力均趋于零,表现为超顺磁性。5、随着pH值的增大,feo/聚乙烯亚胺吸附剂重金属离子吸附容量呈现先增后降的趋势,甲基橙染料吸附容量不断降低;随着重金属离子和染料初始浓度的增大,feo/聚乙烯亚胺吸附剂重金属离子吸附容量呈现先快速增加后增幅趋缓的趋势,甲基橙染料吸附容量一直增加;升高温度会提高feo/聚乙烯亚胺吸附剂重金属离子和染料的吸附容量。6、吸附初期feo/聚乙烯亚胺吸附剂重金属离子和染料的吸附速率较快,随着吸附时间的延长,重金属离子和染料的吸附速率减慢,当吸附时间达到90min,重金属离子和染料吸附趋于平衡。7、feo/聚乙烯亚胺吸附剂重金属离子和阴离子染料的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,金属离子和阴离子染料的吸附过程为吸热熵增的自发过程。8、经过5次循环使用,feo/聚乙烯亚胺吸附剂重金属离子吸附容量是第一次吸附容量的80%左右,甲基橙吸附容量(165 mg/g)是第一次吸附容量(182mg/g)的90%。

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