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动态膜技术及其在污水处理中的研究进展

李龙 , 湛含辉

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2012.03.021

动态膜作为一种新型的膜技术,具有广阔的应用前景.介绍了动态膜的概念及其形成与制备,重点分析了影响动态膜污水处理效果的相关因素.在总结目前研究的基础上指出,动态膜技术发展的关键在于开发性能更加优良的涂层材料,而改善活性污泥性状以及优化运行参数则有助于提高动态膜生物反应器的处理效果和运行的稳定性.

关键词: 动态膜 , 污水处理 , 涂层材料 , 污泥性状 , 运行参数

锆、钛复合掺杂锂钴氧化物正极材料制备及电化学性能研究

湛雪辉 , 肖忠良 , 湛含辉 , 周随安 , 李飞

功能材料

以碳酸锂、氧化钴为主要原料,掺入化学计量的超细二氧化锆、超细二氧化钛,按球料比3:1,在转速500r/min经1h行星式球磨后,经900℃固相烧结制备了锂离子电池正极材料LiCo0.9Zr0.03Ti0.07O2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构与形貌进行了研究,结果表明Li0.9Zr0.03Ti0.07O2与LiCoO2一样具有六方层状结构.在0.2C倍率下材料的初始放电容量达147mAh/g,2C倍率下初始放电容量达140.5mAh/g,3.6V放电平台比例达89.6%,500次循环后容量衰减7.5%,材料大电流放电性能好、循环寿命长.

关键词: 锂离子电池 , 正极材料 , 掺杂

不同性能的双亲性纳米TiO2复合粒子改性聚偏氟乙烯超滤膜结构与性能的研究

湛含辉 , 曹江

功能材料

利用无皂乳液聚合法合成双亲性聚丙烯酸(PAA)-g-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-g-硅烷偶联剂KH570-g-纳米TiO2复合体,通过调节亲水链中丙烯酸(AA)与甲基丙烯酸甲酯(MAA)单体的比例控制复合粒子的表面性能.利用红外光谱、接触角测定、扫描电镜(SEM)等表征技术研究不同表面性能的双亲性纳米TiO2复合粒子对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜结构与性能的影响.研究表明,随着亲水链中AA单体含量增多,复合体亲水性增强,改性膜亲水效果越显著,膜通量越大,但易形成大孔,截留率低,且改性膜压密性欠佳.而复合体亲水链中MMA单体含量越多,膜亲水改性效果越差,膜通量低,但膜压密性能好.两种单体最佳比例应控制在40%-60%,此时改性PVDF复合超滤膜性能优异,膜通量、截留率分别达到80mL/cm2·h和80%以上.

关键词: 双亲性 , 纳米TiO2 , PVDF , 超滤膜 , 结构与性能

不同粒径分布的纳米二氧化钛在醋酸纤维素超滤膜中的分散性能研究

湛含辉 , 曹江 , 龚兴艳 , 李小东

功能材料

在醋酸纤维素(CA)基料中添加不同浓度经表面改性的不同粒径的纳米二氧化钛(TiO_2)粒子,其中包括平均粒径10、40nm以及这两种粒子的质量比2∶1的级配混合粒子,利用相分离法制备了无机-有机纳米复合CA超滤膜,通过测定膜的孔隙率、孔径分布、渗透性能以及膜表面的电镜扫描(SEM)表征进而研究不同粒径分布对纳米粒子在铸模液中分散性能.结果表明:在不引起纳米粒子团聚的前提下,在CA中添加的纳米粒子粒径越小,复合膜的性能越好;而级配粒子的添加量高于单一粒径粒子的添加量.当膜的渗透性能达到最佳值时,上述3种不同粒径分布的粒子添加量分别为4%、3%、5%(质量分数),而成膜后孔隙率均可达到70%以上,纯水的透水量可分别达到527、443、591L/(m~2·h).这说明颗粒级配分布促进了纳米粒子在铸模液中的分散性能.由于两种粒子混合均匀后存在粒径带双峰分布颗粒级配,在剪切条件下,纳米粒子不易因粒子表面作用引起团结,而团聚在一起的级配颗粒却容易受剪切剥离分散,从而起到促进纳米粒子在聚合物溶液中的分散作用.

关键词: 醋酸纤维素 , 无机纳米二氧化钛 , 超滤 , 级配 , 分散性

Eu(Ⅲ)-HTTA-BA-TPPO等四元配合物的合成与荧光性质研究

湛雪辉 , 肖忠良 , 赵学辉 , 湛含辉 , 李飞

中国稀土学报

合成了Eu(Ⅲ)与α-噻酚甲酰三氟丙酮(HTTA)、三苯基氧化膦(TPPO)和苯甲酸(BA)及其衍生物对甲基苯甲酸(PTA)或对甲氧基苯甲酸(POA)形成的系列配合物.对所合成配合物利用元素分析、红外光谱、扫描电镜与荧光光谱等手段进行了表征.元素分析表明其组成为Eu(BA)(TTA)2TPPO2,Eu(PTA)(TTA)2TPPO2与Eu(POA)(TTA)2TPPO2.测定了配合物Eu(POA)(TTA)2TPPO2在甲醇中的紫外吸收与荧光激发光谱.结果表明,苯甲酸及其衍生物作第二配体加入到Eu3+的配合物中,能得到成本较低的系列鲜艳红色荧光材料,它们的相对荧光强弱顺序是:Eu(POA)(TTA)2TPPO2>Eu(PTA)(TTA)2TPPO2>Eu(BA)(TTA)2TPPO2.

关键词: 荧光性质 , , 苯甲酸 , α-噻酚甲酰三氟丙酮 , 稀土

硅烷偶联剂链长对纳米TiO2表面改性的影响

郝春静 , 湛含辉 , 王晓

表面技术

采用具有不同链长的硅烷偶联剂KH570和KH171分别对纳米TiO2粒子进行了表面改性.采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)和润湿性实验等测试.结果表明:硅烷偶联剂有机链长的空间位阻效应对纳米粒子改性起关键作用.TEM表明经长链的KH570改性纳米TiO2分散效果更佳;热重分析和润湿性实验表明当长链KH570用量为10%时,纳米粒子表面接枝率和水接触角均达到最大,分别为8.05%和76.6°;红外光谱表明长链的KH570键合强度较KH171大.

关键词: 硅烷偶联剂 , 链长 , 纳米TiO2 , 表面改性

纳米二氧化钛粒子对乙酸纤维素微滤膜结构和性能的影响

湛含辉 , 曹江 , 龚兴艳

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2010.03.015

将纳米二氧化钛(TiO2)添加到乙酸纤维素铸膜液中,利用相分离法制备乙酸纤维素/纳米TiO2复合微滤膜,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、接触角测定、孔分析以及微滤实验研究了纳米TiO2的添加量对膜性能的影响.结果表明:随着纳米TiO2添加量的不同,膜表现不同的微结构和性能;当TiO2粒子用量在质量分数3%时,复合膜表现出最优异的渗透、亲水、抗压实以及耐污染等性能,同时,对油水混合乳液的油截留率基本保持不变.TiO2粒子的质量分数超过3%时,复合膜中的纳米粒子出现团聚现象,孔隙率和微滤性能均下降.

关键词: 乙酸纤维素 , 纳米二氧化钛 , 表面改性 , 微滤膜

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