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石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸的制备与性能研究

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中国造纸 2024年第5期43卷 73-83页

作者：王澎宇陈港魏渊王梓华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

本研究以耐高温的芳纶短切纤维和芳纶沉析纤维为纸基纤维材料,导电性优良的碳纤维为导电骨架,石墨烯为电磁屏蔽增强材料,结合抄纸和涂布工艺制备得到石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸。结果表明,制备的石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸具有“... 详细信息

本研究以耐高温的芳纶短切纤维和芳纶沉析纤维为纸基纤维材料,导电性优良的碳纤维为导电骨架,石墨烯为电磁屏蔽增强材料,结合抄纸和涂布工艺制备得到石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸。结果表明,制备的石墨烯/碳纤维/芳纶电磁屏蔽纸具有“三明治结构”,其厚度为333.9µm时,在X波段的电磁屏蔽效能SE_(T)高达70.3 dB,电导率高达1685 S/m,兼有较好的耐高温性和耐腐蚀性。

关键词：电磁屏蔽碳纤维石墨烯芳纶纤维纸基复合材料

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荧光纸基微流控芯片在食品检测领域中的应用

林业工程学报 2024年第4期9卷 1-11页

作者：王小英王玄蔡济海华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广州510640

食品安全事故频发,引发全球对食品安全的广泛关注。为了保障食品的质量和安全,研究人员已经开发了各种快速和灵敏的检测方法,用于分析各种食品成分和污染物。纸基微流控芯片(μPADs)是以纸张为主要基版,使生化反应小型化的微实验室分析... 详细信息

食品安全事故频发,引发全球对食品安全的广泛关注。为了保障食品的质量和安全,研究人员已经开发了各种快速和灵敏的检测方法,用于分析各种食品成分和污染物。纸基微流控芯片(μPADs)是以纸张为主要基版,使生化反应小型化的微实验室分析系统。近年来,μPADs在芯片设计和功能集成方面发展迅速,因其成本低、样品体积小和携带方便等优点,在快速检测中具有独特的应用潜力,已广泛用于保障食品安全。与其他检测方法相比,基于荧光法的μPADs具有选择性好和灵敏度高等优点,能够快速准确地测定目标物,满足现场检测的需求,为食品检测提供理想的解决方案。其在不同的实际应用中显示出广阔的前景,能测定食品中的各种污染物,包括病原微生物(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌和副溶血性弧菌)、有害化学物质(农药、苏丹红染料、亚硝酸盐、甲醛和抗生素)和重金属离子(铅、镉、汞、砷、铬)等。笔者介绍了μPADs的基本概念,包括纸作为基材的优点以及二维和三维芯片的特点,重点介绍了荧光检测原理以及在食品检测领域中的应用。研究结果将有助于开发和应用更多新型基于荧光分析方法的μPADs,并为开发准确、灵敏、便捷的食品污染物检测方法提供参考。

关键词：纸基微流控芯片荧光食品检测食品污染物

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煤气化渣基Fe/Cu双活性催化剂的制备及其在制浆造纸废水深度处理中的应用

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中国造纸 2024年第6期43卷 145-153页

作者：胡崟莫立焕李军浦丽伟杨宸懿陈永发华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

以煤气化渣酸浸处理制备的碳硅介孔材料为载体,通过碳热还原法制备了Fe/Cu双活性非均相Fenton催化剂,对催化剂的制备工艺进行了优化,以对氯苯酚为模型物探究了其催化H_(2)O_(2)去除对氯苯酚及处理制浆造纸废水的效果。结果表明,在煅烧温... 详细信息

以煤气化渣酸浸处理制备的碳硅介孔材料为载体,通过碳热还原法制备了Fe/Cu双活性非均相Fenton催化剂,对催化剂的制备工艺进行了优化,以对氯苯酚为模型物探究了其催化H_(2)O_(2)去除对氯苯酚及处理制浆造纸废水的效果。结果表明,在煅烧温度900℃,浸渍液浓度0.2 mol/L,Fe/Cu物质的量比2∶1的条件下制备的催化剂具有最高的活性,对于对氯苯酚的去除率可达96.8%;在初始pH值=5,H_(2)O_(2)投加量16 mmol/L,催化剂投加量1.25 g/L,反应时间120 min的条件下,废水的COD_(Cr)去除率67.8%,色度去除率97.4%,出水COD_(Cr)浓度63.13 mg/L。

关键词：煤气化渣碳硅介孔材料非均相Fenton催化剂

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固体酸SO42-/ZrO2催化果糖制备5-羟甲基糠醛

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林产化学与工业 2024年第4期44卷 79-86页

作者：甘甜刘颖何佳杰武书彬庄军平华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

通过共沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,探究了5种不同焙烧温度(450~650℃)对催化剂活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段对催化剂的结构及理化性质进行了分析。研究表... 详细信息

通过共沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,探究了5种不同焙烧温度(450~650℃)对催化剂活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段对催化剂的结构及理化性质进行了分析。研究表明:当焙烧温度高于450℃时,固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)在2θ为30.1°均存在较为明显的四方相晶体结构;随着焙烧温度的升高,催化剂的孔径存在一定程度的增大,但比表面积总体呈降低趋势,酸强度也存在一定程度的降低。在焙烧温度为550℃焙烧3 h时制备的固体酸SZ-550表现出较好的催化性能,用于催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)时,在反应温度为120℃,反应时间为90 min,催化剂用量为30 mg的最佳反应条件下,以二甲基亚砜(DMSO)为反应溶剂,果糖转化率为99.91%,5-HMF的得率为76.01%。XRD分析结果表明:固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)明显的四方相ZrO_(2)结构是其表现出较高催化活性的原因之一。

关键词：固体酸 SO42-/ZrO2 果糖 5-羟甲基糠醛

不同分子质量水溶性壳聚糖在纸质文献加固中的应用研究

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中国造纸 2024年第5期43卷 116-123页

作者：刘建安葛鸽王欢欢樊慧明华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 岭南文献保护研究中心广东广州510640

本研究采用乙酸酐制备了不同分子质量的水溶性壳聚糖(WSC-3、WSC-10、WSC-20、WSC-30和WSC-60)并用作修复液,探究其对纸质文献加固及耐老化的效果。结果表明,与未经加固处理的纸张(原纸)相比,采用不同分子质量的水溶性壳聚糖加固处理后... 详细信息

本研究采用乙酸酐制备了不同分子质量的水溶性壳聚糖(WSC-3、WSC-10、WSC-20、WSC-30和WSC-60)并用作修复液,探究其对纸质文献加固及耐老化的效果。结果表明,与未经加固处理的纸张(原纸)相比,采用不同分子质量的水溶性壳聚糖加固处理后,纸张的强度性能有所提升,白度下降幅度较小,色差变化较小,pH值和碱储量均增加。纸张加速老化后,与原纸相比,加固处理后纸张的强度性能下降幅度明显较小,其中WSC-30加固处理后纸张的抗张指数、撕裂指数、零距抗张强度的保留率分别提升了9.7、7.4、4.5个百分点,外观形貌、白度和色差等相差较小。

关键词：水溶性壳聚糖分子质量纸质文献增强加固

K_(2)CO_(3)活化法油茶果壳活性炭的制备及表征

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林产化学与工业 2024年第2期44卷 87-93页

作者：浦丽伟莫立焕胡崟李军华南理工大学制浆造纸国家重点实验室广东广州510640

以油茶果壳(COS)为原料,K_(2)CO_(3)为活化剂,分别在空气和氮气中活化制备COS活性炭,探讨了活化温度、活化时间和K_(2)CO_(3)溶液浸渍COS的比例(浸渍比,mL∶g)对活性炭制备的影响,利用元素分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)... 详细信息

以油茶果壳(COS)为原料,K_(2)CO_(3)为活化剂,分别在空气和氮气中活化制备COS活性炭,探讨了活化温度、活化时间和K_(2)CO_(3)溶液浸渍COS的比例(浸渍比,mL∶g)对活性炭制备的影响,利用元素分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等手段对活性炭进行了表征。研究结果表明:在空气中活化,浸渍比值为1.5,温度为800℃,炭化活化时间为1 h的条件下,制得的活性炭得率为12.48%,BET比表面积为1080.94 m^(2)/g,亚甲基蓝(MB)吸附值为441.62 mg/g;在氮气中活化,浸渍比值为2.5,温度为800℃,炭化活化时间为1 h时,制得的活性炭得率为18.00%,BET比表面积为942.42 m^(2)/g,MB吸附值为428.77 mg/g。元素分析结果表明氮气气氛下制备的活性炭H/C元素比低,芳香性提高;FT-IR和SEM分析表明活化促进了活性炭—CH、—COOH热解和孔隙生长;相比N_(2)气氛下的样品,空气作热解气制备的活性炭孔隙更发达,吸附性能更好。

关键词：油茶果壳活性炭碳酸钾吸附

疏水二氧化硅粒子的制备及超疏水改性聚氨酯树脂

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 8-16页

作者：刘晓庆杨进华南理工大学轻工科学与工程学院造纸与污染控制国家工程研究中心制浆造纸国家重点实验室广东广州510640

为了制备具有稳定超疏水性能的改性水性聚氨酯树脂,受“荷叶效应”的启迪,以十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)的碱性水解反应为基础,通过SiO_(2)粒子表面硅羟基的接枝反应,在其表面引入低表面能的长链烷烃结构,制备了微胶囊包覆型的具有疏水... 详细信息

为了制备具有稳定超疏水性能的改性水性聚氨酯树脂,受“荷叶效应”的启迪,以十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)的碱性水解反应为基础,通过SiO_(2)粒子表面硅羟基的接枝反应,在其表面引入低表面能的长链烷烃结构,制备了微胶囊包覆型的具有疏水效应的二氧化硅粒子。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段表征其结构,确定了疏水改性粒子的制备方法和规律。将自制改性SiO_(2)粒子与水性聚氨酯树脂(WPU)进行物理共混,制备出具有超疏水性能的水性聚氨酯涂料。采用差示扫描量热分析和热重分析表征涂料的共混性能及耐热性能,采用扫描电镜和原子力显微镜量化分析涂层特征及表面形貌,采用接触角测试表征水性涂层的超疏水性能及表面能的变化。结果显示,自制疏水粒子迁移到环氧树脂表面,通过化学作用和物理缠结形成强烈的界面结合,使其表面微纳结构稳定且持久,结合长链烷烃的低表面能修饰,赋予共混树脂超疏水性能,接触角达到158°,而涂层的均方根粗糙度(Rq)由纯WPU的7.82 nm增大至101 nm,平均粗糙度(Ra)由6.24 nm增大至77.9 nm,表面粗糙度大大提升。将水性树脂的水性化制备与超疏水性能相结合,制备了绿色环保具有自清洁效应的水性聚氨酯,而形成的特殊的树脂涂层表面在苛刻环境中保持了结构的稳定性和持久性,表现出优异的耐磨和耐化学腐蚀性能。

关键词：粒子设计水性聚氨酯超疏水表面能微胶囊包覆

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煤气化渣制备碳硅介孔材料及甲基橙吸附性能研究

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应用化工 2024年第5期53卷 1009-1014页

作者：胡崟莫立焕李军熊勤钢浦丽伟杨宸懿陈永发华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510610

开发了一种煤气化渣低成本制备碳硅介孔材料的方法,探究了影响孔结构的因素和在甲基橙中的吸附性能。采用酸浸法制备碳硅介孔材料,通过材料的孔隙结构和金属氧化物浸出率对制备工艺进行优化。结果表明,温度和时间影响较小,原料粒径和酸... 详细信息

开发了一种煤气化渣低成本制备碳硅介孔材料的方法,探究了影响孔结构的因素和在甲基橙中的吸附性能。采用酸浸法制备碳硅介孔材料,通过材料的孔隙结构和金属氧化物浸出率对制备工艺进行优化。结果表明,温度和时间影响较小,原料粒径和酸浓度影响较大。粒径较小的原料酸浸之后比表面积更大,酸浓度对于碳硅介孔材料的影响比较明显,最佳的酸浓度为16%(质量分数),金属氧化物浸出率和残余碳含量综合影响着比表面积和孔容的大小。煤气化渣基碳硅介孔材料的吸附过程与伪二阶吸附模型最为接近,吸附平衡符合Langmuir模型,对甲基橙最大的吸附量为89.13 mg/g。

关键词：煤气化渣碳硅介孔材料吸附性能比表面积金属氧化物浸出率

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硬脂酸-CaCO_(3)协同改性对植物纤维/聚乳酸复合材料力学性能的影响

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中国造纸 2024年第4期43卷 130-139页

作者：黄艳志冯郁成吴树颖高琪雅饶婉月董昕睿杨飞华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

以硬脂酸、CaCl_(2)、NaHCO_(3)和NaOH为原料,对植物纤维进行硬脂酸-CaCO_(3)协同改性,在纤维表面沉积CaCO_(3)颗粒和疏水的硬脂酸钙层,并通过造纸法制备改性植物纤维/聚乳酸(PLA)复合材料。结果表明,协同改性生成的硬脂酸钙包裹了CaCO_... 详细信息

以硬脂酸、CaCl_(2)、NaHCO_(3)和NaOH为原料,对植物纤维进行硬脂酸-CaCO_(3)协同改性,在纤维表面沉积CaCO_(3)颗粒和疏水的硬脂酸钙层,并通过造纸法制备改性植物纤维/聚乳酸(PLA)复合材料。结果表明,协同改性生成的硬脂酸钙包裹了CaCO_(3)颗粒并覆盖在植物纤维表面,提高了纤维的疏水性,复合材料的力学性能随c(硬脂酸)∶c(NaHCO_(3))的增加而先增加后减小;反应温度对复合材料强度影响较小;复合材料的抗张指数和耐破指数随c(NaOH)∶c(NaHCO_(3))的增加而先增加后减小,耐折度则持续减小;最佳改性条件为:c(硬脂酸)∶c(NaHCO_(3))∶c(NaOH)=4∶6∶6、反应温度75℃,此时制备的复合材料抗张指数、耐破指数和耐折度分别为51.0 N·m/g、3.56 kPa·m^(2)/g、244次。

关键词：植物纤维聚乳酸硬脂酸钙力学性能