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静电纺聚酰亚胺基摩擦纳米发电机的制备及性能

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天津工业大学学报 2023年第2期42卷 6-12页

作者：闫静望希言朱宁吕梦蝶秦跃彬天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜科学与技术国家级国际联合研究中心天津300387

为获得高性能的摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG),采用静电纺丝技术和酰胺化工艺制备了具有高表面粗糙度和孔隙结构的聚酰亚胺(polyimide,PI)纳米纤维薄膜,将其作为负摩擦材料构筑TENG。探究了PI纳米纤维膜的厚度、TEN... 详细信息

为获得高性能的摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG),采用静电纺丝技术和酰胺化工艺制备了具有高表面粗糙度和孔隙结构的聚酰亚胺(polyimide,PI)纳米纤维薄膜,将其作为负摩擦材料构筑TENG。探究了PI纳米纤维膜的厚度、TENG的接触分离距离和工作面积对其输出性能的影响。结果表明:基于静电纺PI膜的TENG的输出性能随着PI纳米纤维膜厚度、TENG接触分离距离的增加均呈现先增加后减小的趋势,并随着工作面积的增加而增加;当纤维膜厚度为114.1μm、接触分离距离为10 mm、工作面积为20 cm^(2)时,开路电压、短路电流和转移电荷达到最大,分别为235 V、22.5μA和92 nC,此时输出功率密度为3 W/m^(2),可以将50 V 1μF的电容器在7 s内充电至4 V,展示了基于静电纺PI纳米纤维膜TENG的应用潜能。

关键词：静电纺丝聚酰亚胺摩擦纳米发电机机械能电能

碳纳米管导电通路对压电纳米发电机性能的影响

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天津工业大学学报 2023年第3期42卷 22-27页

作者：闫静朱宁望希言吕梦蝶秦跃彬天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜科学与技术国家级国际联合研究中心天津300387

为获得高性能压电纳米发电机,提出了在纳米纤维基压电纳米发电机中构筑导电通路的策略,以提高其电荷传输能力。首先,通过静电纺丝技术和煅烧工艺制备钛酸钡(BaTiO_(3))纳米纤维,并研究纺丝条件和煅烧工艺对其形貌和结构的影响;其次,通... 详细信息

为获得高性能压电纳米发电机,提出了在纳米纤维基压电纳米发电机中构筑导电通路的策略,以提高其电荷传输能力。首先,通过静电纺丝技术和煅烧工艺制备钛酸钡(BaTiO_(3))纳米纤维,并研究纺丝条件和煅烧工艺对其形貌和结构的影响;其次,通过物理浸泡的方式掺杂不同浓度的多壁碳纳米管(MWCNT),与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合获得柔性压电纳米发电机,探讨MWCNT的含量对压电纳米发电机输出性能的影响。结果表明:纺丝液质量分数为42%、挤出速率为1 mL/h、煅烧温度为1000℃、升温速率为2℃/min时,获得形貌结构和结晶性良好的BaTiO_(3)纳米纤维膜;MWCNT质量分数为3%时,压电纳米发电机的综合性能最佳,开路电压和短路电流分别高达23 V和2.6μA,较纯BaTiO_(3)基压电纳米发电机性能提高4倍。本研究为设计和制备高性能压电纳米发电机提供了新的思路。

关键词：压电纳米发电机导电通路碳纳米管静电纺丝钛酸钡

苯并噻嗪衍生物功能化的碳点用于检测银杏叶茶中的槲皮素

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高等学校化学学报 2020年第8期41卷 1768-1775页

作者：颜范勇孙中慧庞纪平江英霞陈圆天津工业大学化学与化工学院分离膜与膜工艺国家重点实验室/国家分离膜国际联合研究中心天津300387 天津中新药业集团股份有限公司中新制药厂天津300450

以柠檬酸和乙二胺为原料,通过一步水热法合成了表面富含羧基的荧光碳点(CDs),经酰胺化偶联反应将苯并噻嗪衍生物(BT)修饰到CDs表面制得探针CDs-BT.采用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和红外光谱对CDs-B... 详细信息

以柠檬酸和乙二胺为原料,通过一步水热法合成了表面富含羧基的荧光碳点(CDs),经酰胺化偶联反应将苯并噻嗪衍生物(BT)修饰到CDs表面制得探针CDs-BT.采用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和红外光谱对CDs-BT的结构和性质进行了表征;并将其用于快速、选择性检测槲皮素(QCT).通过中心复合设计和响应曲面法评估并优化了检测过程中的操作参数,结果表明,在最佳操作条件下,对QCT检测的线性范围为2~22μmol/L,检出限为0.717μmol/L.研究表明, QCT对CDs-BT的荧光猝灭机理为静态猝灭.CDs-BT可用于银杏叶茶中QCT的检测,回收率为97.4%~101.6%.

关键词：碳点苯并噻嗪衍生物表面修饰荧光猝灭槲皮素

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检测谷胱甘肽的荧光探针

化学进展 2022年第5期34卷 1136-1152页

作者：颜范勇臧悦言章宇扬李想王瑞杰卢贞彤天津工业大学化学工程与技术学院分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜科学与技术国家国际联合研究中心天津300387

谷胱甘肽作为细胞中最丰富的非蛋白巯基化合物,对维持人体正常生理活动有着重要作用。因此,能够高效灵敏检测谷胱甘肽意义重大。荧光探针法具有操作方便、特异性优良和灵敏度高等优点,成为目前检测生物样品中谷胱甘肽的主要手段。荧光... 详细信息

谷胱甘肽作为细胞中最丰富的非蛋白巯基化合物,对维持人体正常生理活动有着重要作用。因此,能够高效灵敏检测谷胱甘肽意义重大。荧光探针法具有操作方便、特异性优良和灵敏度高等优点,成为目前检测生物样品中谷胱甘肽的主要手段。荧光探针法的成功应用还得益于谷胱甘肽的特殊结构特征,如巯基的亲核性、还原性、对金属离子高亲合力以及氨基的协同反应能力。本文针对近五年来特异性检测谷胱甘肽的荧光探针进行总结,将其分为有机荧光探针和无机荧光探针两大类,并结合香豆素、BODIPY、罗丹明、花菁、苯并噻唑、萘酰亚胺、金属有机骨架、半导体量子点、碳点、金属纳米颗粒、二氧化锰纳米片、石墨烯量子点等有机/无机荧光探针的结构特征,综述了迈克尔加成反应、亲核取代、还原反应以及硫醇诱导的2,4-二硝基苯磺酰基的断裂反应与络合反应等传感机理。同时,对探针的设计策略、谷胱甘肽的响应模式及其在实际中的应用进行了阐述和分析,以期为新型谷胱甘肽荧光探针的构建提供新的思路。

关键词：谷胱甘肽荧光探针检测有机无机

多级A/O-MBR工艺对生活污水脱氮除磷的工艺研究

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水处理技术 2019年第11期45卷 117-121,126页

作者：许忠凤戴海平孙磊尹延梅天津工业大学天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜科学与技术国家国际联合研究中心300387 天津膜天膜科技股份有限公司膜材料与膜应用国家重点实验室天津300457

针对传统A2/O工艺难以实现对生活污水高效脱氮除磷的问题,在传统的A2/O工艺的基础上,增加膜生物反应器,构建多级多段A/O-MBR工艺中试实验设备,考察该系统的反应级数和进水分配方式对生活污水脱氮除磷的影响。该系统分别以厌氧区单点进... 详细信息

针对传统A2/O工艺难以实现对生活污水高效脱氮除磷的问题,在传统的A2/O工艺的基础上,增加膜生物反应器,构建多级多段A/O-MBR工艺中试实验设备,考察该系统的反应级数和进水分配方式对生活污水脱氮除磷的影响。该系统分别以厌氧区单点进水的三级A/O工艺、以50%、22.70%、18.30%和9%比例进水的四级A/O工艺和以55%、30%和15%比例进水的三级A/O工艺三种工艺运行,实验结果表明,当进水COD、TN、NH3-N和TP平均质量浓度分别为258.31、27.50、17.20、2.77 mg/L时,以55%、30%和15%比例进水的三级A/O工艺系统的水处理效果最好,其出水COD、NH3-N、TN和TP平均质量浓度是21.20、0.48、4.11、0.51 mg/L,平均去除率为90.26%、96.88%、81.88%和76.45%,出水COD和NH3-N质量浓度均达地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅳ类水体标准,出水TN浓度都达到城镇污水处理污染物排放标准(GB 18919-2002)一级A标准,出水TP中有64.29%达到一级A标准,各功能单元COD、NH3-N、TN和TP负荷分配合理,合理利用碳源。该多点进水三级A/O-MBR工艺实现了污水中碳源的有效利用和较低水处理成本。

关键词：多级多段A/O-MBR工艺脱氮除磷污泥负荷单点进水多点进水

油水分离膜在废润滑油再生工艺中的可行性应用

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现代化工 2020年第5期40卷 133-136,142页

作者：牛罗伟尹延梅戴海平柯永文天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜科学与技术国家国际联合研究中心天津300387 天津水之缘环境材料有限公司天津300387

采用油水分离膜处理废润滑油,考察其在不同温度和压力时对不同黏度的润滑油的过滤通量和处理效果;测试膜过滤前后润滑油的主要性能指标;最后分析了膜污染影响因素和膜清洗方法。结果表明,随着过滤温度与压力的增大,过滤膜通量提高。油... 详细信息

采用油水分离膜处理废润滑油,考察其在不同温度和压力时对不同黏度的润滑油的过滤通量和处理效果;测试膜过滤前后润滑油的主要性能指标;最后分析了膜污染影响因素和膜清洗方法。结果表明,随着过滤温度与压力的增大,过滤膜通量提高。油水分离膜工艺处理废润滑油后,过滤油的含水率降为70 mg/kg,油泥氧化指数降为0,过滤油清洁度等级降为ISO17/15/≥10级,水分、油泥与机械磨损颗粒减少,该工艺能有效处理废润滑油中的水分与油泥。通过物理反洗有效地减缓了膜污染,增加了分离膜的使用寿命。

关键词：油水分离膜废润滑油清洁度过滤再生

热致相分离法聚偏氟乙烯多孔膜制备及微结构调控

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高分子材料科学与工程 2018年第3期34卷 161-167页

作者：刘海亮王世乾肖长发刘振天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜科学与技术国家级国际合作研究中心材料科学与工程学院天津300387

以邻苯二甲酸二辛酯(DBP)和己二酸二辛酯(DOA)组成混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)平板膜。通过冷场发射扫描电子显微镜观察所得膜形貌,采用差示扫描量热仪测试膜热力学性能,并对其渗透性能及力学性能进行测... 详细信息

以邻苯二甲酸二辛酯(DBP)和己二酸二辛酯(DOA)组成混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)平板膜。通过冷场发射扫描电子显微镜观察所得膜形貌,采用差示扫描量热仪测试膜热力学性能,并对其渗透性能及力学性能进行测试表征。研究了稀释剂配比与聚合物浓度对PVDF平板膜结构和性能的影响。结果表明,PVDF/DBP/DOA体系成膜过程以S-L分相为主,呈典型的球晶结构。随PVDF浓度和混合稀释剂中DOA比例增加,膜横截面球晶结构尺寸及球晶结构晶粒间空隙均变小,同时膜表面孔隙率减小,致密度增加。此外,混合稀释剂中DOA比例增加,能够改善膜的力学性能,但会减小膜的纯水通量。

关键词：聚偏氟乙烯热致相分离法混合稀释剂平板膜

催化臭氧的MnO_(2)-TiO_(2)/陶瓷膜制备及其降解苯酚性能

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膜科学与技术 2023年第6期43卷 44-52页

作者：张建宇王虹张伟天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室材料科学与工程学院分离膜科学与技术国际联合研究中心天津300387 佛山市美的清湖净水设备有限公司佛山528311

对陶瓷膜进行催化功能层的构建,以提高其催化臭氧性能.以商业陶瓷膜为基膜(CM),采用水热法负载二氧化钛纳米棒,制备TiO_(2)棒/陶瓷膜(Tir/CM);再通过浸渍法以Tir/CM为载体负载二氧化锰颗粒,制备MnO_(2)-TiO_(2)棒/陶瓷膜(MnO_(2)-TiO_(2... 详细信息

对陶瓷膜进行催化功能层的构建,以提高其催化臭氧性能.以商业陶瓷膜为基膜(CM),采用水热法负载二氧化钛纳米棒,制备TiO_(2)棒/陶瓷膜(Tir/CM);再通过浸渍法以Tir/CM为载体负载二氧化锰颗粒,制备MnO_(2)-TiO_(2)棒/陶瓷膜(MnO_(2)-TiO_(2)/CM).采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射光电子能谱仪(XPS)等手段对改性陶瓷膜进行形貌及物相分析,以MnO_(2)-TiO_(2)/CM为臭氧催化膜构建催化臭氧反应器用于处理苯酚废水,研究了不同工艺参数对苯酚去除效果的影响,同时对比了不同反应类型对苯酚的矿化效果.结果表明:成功制备出MnO_(2)-TiO_(2)/CM,其中TiO_(2)纳米棒呈金红石型;在苯酚质量浓度为40 mg/L,pH值为9.0,臭氧投加量为4.8 mg/L的条件下,MnO_(2)-TiO_(2)/CM催化臭氧降解苯酚效果最佳,且具有较好的使用稳定性.

关键词： MnO_(2)-TiO_(2)/CM 臭氧苯酚催化臭氧氧化

5-羟甲基糠醛催化合成2,5-呋喃二甲酸的研究

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现代化工 2019年第9期39卷 135-140页

作者：宋开贺苏坤梅李振环天津工业大学环境与化学工程学院天津300387 分离膜与膜工艺国家重点实验室/国家分离膜国际联合研究中心天津300387 天津工业大学材料科学与工程学院天津300387

为了制备高产率的2,5-呋喃二甲酸(FDCA),以纳米金属氧化物CuO和Co3O4为催化剂,次氯酸钠为氧化剂,在常温常压条件下催化氧化生物质基化合物5-羟甲基糠醛(5-HMF)合成2,5-呋喃二甲酸,并探讨得到了最佳反应条件。在最佳反应条件下制得目标产... 详细信息

为了制备高产率的2,5-呋喃二甲酸(FDCA),以纳米金属氧化物CuO和Co3O4为催化剂,次氯酸钠为氧化剂,在常温常压条件下催化氧化生物质基化合物5-羟甲基糠醛(5-HMF)合成2,5-呋喃二甲酸,并探讨得到了最佳反应条件。在最佳反应条件下制得目标产物2,5-呋喃二甲酸的总收率为98%。催化剂CuO和Co3O4表现出优异的催化性能,同时CuO的循环稳定性良好,循环5次后仍能保持较高的活性,表明CuO作为催化剂在该体系中具有广阔的前景。

关键词： 5-羟甲基糠醛催化氧化常温常压 2,5-呋喃二甲酸