马兆昆
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刘杰
材料研究学报
PAN基碳纤维的表面含氧官能团种类与数量对固着在碳纤维表面的兼性反硝化菌平均生物膜厚度有显著作用，含氧官能团过多或过少都会影响碳纤维表面反硝化菌的固着。通过对碳纤维的处理获得适量的表面含氧官能团与平衡含水率可有效改善碳纤维表面兼性反硝化菌的固着化行为，有助于使碳纤维表面的反硝化生物膜附着量达到最大值。处于同一水平平衡含水率的碳纤维比有机高分子载体对厌氧甲烷菌的固着能力强；同时，随着表面N、O元素含量增加和平衡含水率增高，碳纤维载体对厌氧甲烷菌的固着能力越来越弱。实验表明高温空气氧化的PAN基高强度碳纤维是一种生物相容性好、固着化程度高、再生能力强、耐微生物分解及化学腐蚀的优异反硝化菌新型固着化载体，而未经表面处理的PAN基高强度碳纤维则是厌氧甲烷菌的优异固着化载体。
关键词:
无机非金属材料
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carbon fiber(CF)
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surface functional groups
,
biofilm
刘杰
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白艳霞
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田宇黎
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黄翔宇
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王春华
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梁节英
复合材料学报
采用新型电化学表面处理设备,以10%（质量分数）NH4HCO3溶液为电解质,对12KPAN基碳纤维进行连续化的表面处理,探索了在提高碳纤维/树脂复合材料层间剪切强度的同时降低碳纤维本征拉伸强度损失的结构变化特征及规律。利用SEM、XRD、XPS、Raman等方法研究了改性前后碳纤维表面的物理和化学状态、晶体尺寸和表面有序度。结果显示,在适当的条件下,碳纤维/树脂复合材料的层间剪切强度提高了23.3%,同时碳纤维的拉伸强度仅损失了4.4%。碳纤维/树脂复合材料层间剪切强度的提高是碳纤维表面粗糙度和表面含氧、含氮官能团共同作用的结果。表面处理后碳纤维石墨网片层尺寸减小了6.3%～27.6%,微晶尺寸相应减小;适度的氧化刻蚀使碳纤维表面有序度略有提高,并且产生新的活性点;以上两种作用减小了碳纤维的本征拉伸强度的损失量。
关键词:
PAN基碳纤维
,
电化学氧化法
,
拉伸强度
,
层间剪切强度
,
力学性能
,
表面官能团
高凯芳
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简敏菲
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余厚平
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陈朴青
,
谢永璨
,
于培德
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.08.2016010607
以稻秆和稻壳为原料,在不同温度下(300、400、500、600、700℃)采用热裂解法制备生物炭,利用比表面积及孔径分析仪测定各生物炭比表面积,以傅里叶红外光谱图(FTIR)和Boehm滴定法分别定性和定量分析不同生物炭表面官能团的种类和数量,分析不同温度对不同原材料制备生物炭的表面官能团种类和数量的影响.结果表明,中、低温裂解条件(300、400、500℃)下,同温度稻壳生物炭(RC-H)比表面积显著高于稻秆生物炭(RC-S);高温裂解(600、700℃)条件下,同温度RC-S比表面积则更大.随裂解温度升高,两种原材料制备的生物炭比表面积均呈显著增大的趋势,其中稻秆在600℃下制备的RC-S比表面积最大,稻壳在700℃下制备的RC-H比表面积最大.FTIR分析结果显示,同一温度下两种材料制备的生物炭特征吸收峰基本相同,且表面基团种类大致相同,但RC-S较RC-H表面官能团更丰富,在热解过程中均形成了芳香环结构,且芳香化程度随裂解温度升高而增加.不同裂解温度下两种材料的生物炭表面官能团变化规律相似,主要表现为烷烃基随裂解温度升高而缺失,甲基(—CH3)和亚甲基(—CH2)逐渐消失,而芳香族化合物增加,芳香化程度增强.Bohem滴定结果表明,各裂解温度下RC—S的表面官能团总量和碱性官能团数量均高于RC-H,而各裂解温度下RC-S的酸性官能团含量均小于RC-H.随裂解温度升高,两种材料制备生物炭的表面官能团变化规律相似,表现为表面官能团总量均减少,酸性官能团含量降低,碱性官能团含量增加.
关键词:
稻秆
,
稻壳
,
生物炭
,
裂解温度
,
表面官能团
