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聚多巴胺改性竹长纤维对环氧树脂基复合材料性能的影响
1
作者 詹绍彬 熊燕英 +3 位作者 余婷 刘晓辉 陈礼辉 周吓星 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期219-225,共7页
为改善竹长纤维与环氧树脂(EP)的界面相容性,开发高性能竹塑复合材料,采用多巴胺(DA)自聚形成聚多巴胺(PDA)改性竹长纤维,热压法制备竹纤维/EP基复合材料。通过万能力学试验机、表面张力测量仪等设备探究PDA的合成条件对EP基复合材料力... 为改善竹长纤维与环氧树脂(EP)的界面相容性,开发高性能竹塑复合材料,采用多巴胺(DA)自聚形成聚多巴胺(PDA)改性竹长纤维,热压法制备竹纤维/EP基复合材料。通过万能力学试验机、表面张力测量仪等设备探究PDA的合成条件对EP基复合材料力学性能、润湿性等性能的影响机制。结果表明,采用三羟甲基氨基甲烷调节pH为8.5,质量浓度为2.0 g/L的聚多巴胺改性竹纤维,改性竹纤维及复合材料表面接触角增大,表面能下降,极性降低。FTIR和XPS表明改性竹纤维表面N元素含量增加,多巴胺分子结构中的儿茶酚基团与竹纤维中游离的羟基结合形成氢键,复合材料吸水性能下降。XRD显示改性竹纤维结晶度提高。复合材料的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别增强至131.10 MPa、8097.61 MPa、25.68 kJ/m^(2),比未改性复合材料分别提高5.36%、18.8%、36.02%。DMA和TG测试显示,改性复合材料的储能模量、损耗模量和热稳定性增强。 展开更多
关键词 竹纤维 环氧树脂 复合材料 聚多巴胺
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竹纤维长径比及含量对环氧树脂基复合材料性能的影响 被引量：5
2
作者 詹绍彬 毛钱鑫 +3 位作者 童文瑄 刘晓辉 陈礼辉 周吓星 《塑料工业》 CSCD 北大核心 2023年第12期82-87,共6页
研究竹纤维长径比及含量对环氧树脂(EP)基复合材料物理力学性能、动态热机械性能和热稳定性的影响,以期开发高性能竹塑复合材料。结果表明,随着竹纤维长径比增大,复合材料力学性能增强;当竹纤维质量分数为70%,竹纤维长径比为553.18,复... 研究竹纤维长径比及含量对环氧树脂(EP)基复合材料物理力学性能、动态热机械性能和热稳定性的影响,以期开发高性能竹塑复合材料。结果表明,随着竹纤维长径比增大,复合材料力学性能增强;当竹纤维质量分数为70%,竹纤维长径比为553.18,复合材料弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别为111.67 MPa、7 487.52 MPa、24.74 kJ/m^(2),比长径比为353.20时分别提高了53.39%、48.62%、28.86%。复合材料冲击断面SEM结果显示,长径比大的竹纤维与EP的界面结合程度提高。随着竹纤维含量增加,复合材料弯曲性能呈先上升后下降的趋势;冲击强度、储能模量、损耗模量和热稳定性基本逐渐增强,而耐水性能不断下降。当竹纤维质量分数为60%时,复合材料综合性能较佳,弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为124.43 MPa、6 816.26 MPa、18.88 kJ/m^(2),24 h吸水率和厚度膨胀率分别为14.86%、16.44%,可用于汽车内饰材料。 展开更多
关键词 竹纤维 环氧树脂 复合材料 力学性能 汽车内饰件
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玉米芯磁性碳基固体酸的制备及其催化木糖制备糠醛
3
作者 弋宝霆 许缇雯 +3 位作者 刘嘉璇 王慧梅 王孝辉 孔凡功 《林产化学与工业》 北大核心 2025年第3期59-68,共10页
为提高玉米芯的利用价值,实现催化剂的循环利用,以水解后的玉米芯残渣为碳前驱体原料,通过浸渍、炭化、磺化法成功制备了玉米芯磁性碳基固体酸催化剂(Ni-SO_(3)C)。采用SEM、FT-IR、XRD、N2吸附-脱附、元素分析、Boehm测定、XPS及吡啶... 为提高玉米芯的利用价值,实现催化剂的循环利用,以水解后的玉米芯残渣为碳前驱体原料,通过浸渍、炭化、磺化法成功制备了玉米芯磁性碳基固体酸催化剂(Ni-SO_(3)C)。采用SEM、FT-IR、XRD、N2吸附-脱附、元素分析、Boehm测定、XPS及吡啶红外等分析方法对该催化剂的理化性质和结构进行了表征分析,并探究了该催化剂对催化木糖转化为糠醛的性能。结果表明:该催化剂的比表面积和孔体积分别为235.1 m^(2)/g和0.3 cm^(3)/g,表面总酸度为8.9 mmol/g,催化剂中存在布朗斯特酸和路易斯酸位点;FT-IR分析发现Ni-SO_(3)C催化剂在1205和1032 cm-1处出现O=SO=O及—SO_(3)特征吸收峰,证实磺酸基团的成功引入;XRD分析显示催化剂中存在Ni的特征衍射峰(44.3°、52.0°、76.2°),表明Ni晶相在磺化后仍保持稳定;XPS进一步验证了硫元素以磺酸基和巯基形式存在,C1s和O1s谱显示磺化后催化剂中含氧官能团含量显著增加,共同提升了催化剂的表面酸性位点。在水/二氯甲烷(DCM)体积比为6∶4、木糖质量浓度为20 g/L、木糖与催化剂质量比为1∶1条件下Ni-SO_(3)C催化木糖制备糠醛,在200℃下反应60 min时,糠醛得率最高可达67.2%,催化剂5次循环后催化制得糠醛的得率仍有52.0%。Ni-SO_(3)C催化玉米芯水解液制备糠醛也有较好的效果,糠醛得率最高可达66.4%。 展开更多
关键词 玉米芯 糠醛 木糖 磁性碳固体酸催化剂
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白千层树皮基活性炭的电化学性能研究
4
作者 余婷 熊燕英 +3 位作者 童文瑄 潘杨梅 吴慧 周吓星 《林产工业》 北大核心 2025年第3期1-6,共6页
以白千层树皮为原料,探究了超级电容器电极用树皮活性炭(bark activated carbon,BAC)的制备工艺。通过正交试验设计,确定了最佳制备条件:KOH活化,炭化温度600℃,活化温度700℃,炭碱质量比1∶4。所制备的BAC展现出较好的电化学性能。在0.... 以白千层树皮为原料,探究了超级电容器电极用树皮活性炭(bark activated carbon,BAC)的制备工艺。通过正交试验设计,确定了最佳制备条件:KOH活化,炭化温度600℃,活化温度700℃,炭碱质量比1∶4。所制备的BAC展现出较好的电化学性能。在0.2 A/g电流密度下,其比容量达284 F/g,4 000次恒流充放电后的库伦效率为103%。活化后,试样的比表面积由142.35 m^(2)/g增至2 052.29 m^(2)/g,石墨化程度提高,电阻降低,导电性增加,电化学性能增强。本研究拓宽了白千层树皮的应用领域,为其废弃物的回收再利用提供了新路径。 展开更多
关键词 白千层 树皮 活性炭 超级电容器 电化学性能
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KOH共热法和水热活化法制备多孔竹活性炭的比较 被引量：4
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作者 童文瑄 梁新鑫 +3 位作者 周吓星 黄方 陈礼辉 牛敏 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期77-83,共7页
我国竹材资源丰富,以竹废料为原料,制备可用于超级电容器电极材料的竹活性炭,有助于推动竹产业发展,助力国家“双碳”目标实现。在本研究中,分别采用KOH共热和水热处理对竹粉进行活化,并对制备的竹活性炭进行电化学性能、比表面积、表... 我国竹材资源丰富,以竹废料为原料,制备可用于超级电容器电极材料的竹活性炭,有助于推动竹产业发展,助力国家“双碳”目标实现。在本研究中,分别采用KOH共热和水热处理对竹粉进行活化,并对制备的竹活性炭进行电化学性能、比表面积、表面微观形貌等测试。实验结果表明,KOH共热活化法的最佳条件为炭化温度350℃,活化温度900℃,升温速率2℃/min,碱炭质量比4∶1;制备的活性炭比表面积为3 299 m2/g, 0.5 A/g电流密度下的比电容为287.8 F/g, 5 000次充放电测试后,电容保持率为95%~105%。水热活化法的最佳条件为KOH质量分数20%,反应温度150℃,反应时间12 h,制备的活性炭比表面积为192.91 m2/g, 0.5 A/g电流密度下的比电容为170.4 F/g,电容保持率为88.89%。2种方法制备的活性炭孔径结构都是以微孔为主,中孔混合分布,含有少量大孔;2种活性炭均含有双层或多层石墨烯结构,但水热活化法制备的活性炭石墨化程度更高,制备条件更温和。研究结果既可为超级电容器用活性炭的研究提供了理论思路,也有效地扩展了竹材的应用领域。 展开更多
关键词 竹粉 活性炭 KOH共热活化法 水热活化法 超级电容器 电化学性能
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碳量子点复合TiO_(2)木材涂层制备及其净化甲醛气体的研究 被引量：4
6
作者 张龙飞 海日汗 +2 位作者 王思群 陈志林 王雅梅 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期113-122,共10页
【目的】为提高二氧化钛(TiO_(2))光催化剂净化甲醛气体污染物的能力,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点(CDs)掺杂改性TiO_(2),可大幅度提高TiO_(2)光催化性能。【方法】采用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对亲水性纳米TiO_... 【目的】为提高二氧化钛(TiO_(2))光催化剂净化甲醛气体污染物的能力,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点(CDs)掺杂改性TiO_(2),可大幅度提高TiO_(2)光催化性能。【方法】采用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对亲水性纳米TiO_(2)进行表面改性,并将禾本植物柳枝稷合成的CDs负载于TiO_(2)制备了TiO_(2)-CDs复合光催化木材功能涂层。借助高分辨透射电子显微镜、红外光谱、热重分析、紫外可见光光谱、荧光光谱等表征手段对CDs及其负载TiO_(2)复合光催化剂进行表征,并以甲醛气体作为模拟污染物进行光催化降解实验。【结果】合成的CDs粒径尺寸为3~6 nm,表现为较好的石墨相结构,且CDs光致发光具有一定的激发依赖性。CDs功能化TiO_(2)复合材料不仅在紫外光区域有较强的吸收,而且在400~500 nm波长范围内具有更宽的吸收带,CDs负载TiO_(2)光催化涂层分别在紫外光源与紫外结合可见光源条件下对甲醛气体的净化效率达到68.26%和81.63%,较未改性的TiO_(2)木材涂层提高了35.55%和38.71%,同时TiO_(2)-CDs木材涂层可显著降低木材表面润湿性,其表面水接触角为96.4°,较对照组木材(62.5°)提升了54.24%。表面涂饰对木材表观颜色影响较小,TiO_(2)-CDs净醛功能化木材的表面亮度较对照组木材轻微降低了5.22%,表面色差较对照组为11.03。此外,TiO_(2)-CDs木材涂层具有优良的可重复使用性能,相比第一次循环,7次循环后试样对甲醛气体的降解效率仅分别下降了3.54%和2.56%。【结论】CDs掺杂功能化可拓宽TiO_(2)光催化剂在可见光区域净化甲醛气体污染物的能力,同时改善木材表面润湿性,且对木材表观颜色影响较小,对于开发具有净化室内甲醛气体污染物功能的木质材料意义重大。 展开更多
关键词 碳量子点 二氧化钛 甲醛 光催化
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异元素掺杂碳量子点制备及对木材阻燃性能的影响 被引量：2
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作者 张龙飞 汪腾 +2 位作者 王雅梅 陈志林 朱平 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期31-39,共9页
以防火板砂光粉废料为原料,经水热预抽提处理并掺杂三羟甲基氧化磷(THPO),合成了具有高效阻燃性能的磷氮异元素掺杂碳量子点(N,P@CDs)新型阻燃剂,并采用真空浸渍法对杉木进行阻燃处理,结合红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜和锥形量... 以防火板砂光粉废料为原料,经水热预抽提处理并掺杂三羟甲基氧化磷(THPO),合成了具有高效阻燃性能的磷氮异元素掺杂碳量子点(N,P@CDs)新型阻燃剂,并采用真空浸渍法对杉木进行阻燃处理,结合红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜和锥形量热等进行测试分析。结果表明:不同阻燃处理的木材氧指数均有所提高,其中N,P@CDs阻燃处理木材效果最显著,氧指数高达40.8%,较未阻燃处理的木材氧指数提高79.7%。锥形量热实验表明:第1个热释放速率峰值降低30.4%,且第2个热释放速率峰值出现时间延后25 s,6和10 min的总热释放量显著降低31.7%和30.3%,N,P@CDs受热能催化木材表面脱水成炭,同时分解释放含氮小分子等不燃气体,使热解反应在较低温度发生,促使木材产生较多残炭。扫描电镜及能谱表明:N,P@CDs含有丰富的氮和磷元素,能够在木材中相对均匀分布且阻燃处理并不会改变木材天然的多孔结构。与其他常见阻燃处理会降低木材强度相比,N,P@CDs处理木材的力学强度提高12.8%,且阻燃剂具有一定的抗流失性。具有阻燃、力学增强及抗流失等优良性能的N,P@CDs成功制备,对于开发新型阻燃木质功能材料意义重大。 展开更多
关键词 碳量子点 掺杂 阻燃 杉木 抽提物
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