张贺新
,
Jae-Hyeong Park
,
Young-Kwon Moon
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Eun-Bin Ko
,
Dong-ho Lee
,
胡雁鸣
,
张学全
,
Keun-Byoung Yoon
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62559-7
石墨烯自2004年发现以来,由于其独一无二的优异性迅速成为科学家们的研究热点.由于石墨烯具有极其优异的电学、力学和热学等性能,因此被广泛应用于高性能聚合物基复合材料的制备.众所周知,纳米填料在聚合物中的分散状态以及与基体间的界面作用是构筑高性能聚合物纳米复合材料的关键因素.由于石墨烯极易团聚,难以通过传统的熔融共混法制备均匀分散的石墨烯增强-聚烯烃纳米复合材料.另一方面,聚烯烃通常需要在较高温度下才能溶于部分有毒溶剂(如:三氯苯和二甲苯等),因此溶液共混法也不适用于聚烯烃-石墨烯纳米复合材料的制备.有鉴于此,本文开发了一种共沉积法制备石墨烯/二氯化镁负载钛系齐格勒-纳塔催化剂的路线.通过原位聚合直接制备出石墨烯均匀分散的聚烯烃/石墨烯纳米复合材料.考察了石墨烯的加入量对催化剂形态及其催化乙烯聚合行为的影响.当石墨烯加入量较低时,多个石墨烯片被包裹于较大的催化剂粒子中.随着石墨烯加入量的增加,催化剂趋向于在石墨烯表面聚集.继续增加石墨烯量将导致石墨烯包裹催化剂粒子,降低过渡金属钛的负载效率.通过三乙基铝活化后,所制备的催化剂具有非常高的乙烯催化活性,所生成的聚乙烯/石墨烯纳米复合材料复制了催化剂的片状结构.同时,通过对所制备的聚乙烯/石墨烯纳米复合材料进行电子显微镜和X射线衍射分析可知,石墨烯均匀分散于聚乙烯基体中,并且没有任何团聚现象发生.该复合材料的热重分析表明,仅加入非常少量的石墨烯就可以使其具有比纯聚乙烯更高的热稳定性,当石墨烯加入量为0.66 wt%时,其5 wt%热分解温度较纯聚乙烯升高了54°C.同时,所制备聚乙烯/石墨烯纳米复合材料具有更优异的机械性能.因此,本研究提供了一个简单高效的高性能聚烯烃/石墨烯纳米复合材料的制备方法.
关键词:
齐格勒-纳塔催化剂
,
聚乙烯
,
石墨烯
,
纳米复合材料
,
原位聚合
邵琰
,
鄢瑛
,
张会平
新型炭材料
以不锈钢微纤、粉状活性炭和粘合剂为原料,采用湿法造纸和烧结工艺制备出纸状微纤包覆活性炭复合材料；在固定床进出口端分别装填颗粒活性炭(13 cm)和微纤包覆活性炭复合材料(2 cm)形成结构化固定床,测定苯酚在颗粒活性炭固定床和结构化固定床上的吸附透过曲线；考察不同实验条件下苯酚在结构化固定床上的吸附动力学,并采用Yoon模型和无效层厚度理论进行理论分析。结果表明,相对于颗粒活性炭固定床,苯酚在结构化固定床上的吸附透过曲线斜率明显增加,苯酚在结构化固定床上的吸附透过曲线斜率随着进口初始浓度的提高或流体流量的增大而增大；根据无效层厚度理论和Yoon模型分别分析计算,苯酚在结构化固定床上的无效层厚度相对于颗粒活性炭固定床的减少了14%,Yoon模型中的吸附速率常数k值明显增加。因此,采用基于微纤包覆活性炭复合材料的结构化固定床,可以强化床层上的吸附传质过程,并提高吸附床层利用率。
关键词:
苯酚
,
活性炭
,
微纤包覆活性炭复合材料
,
吸附动力学
,
结构化固定床
刘剑
,
鄢瑛
,
张会平
材料导报
制备了微纤包覆活性炭复合材料,研究了甲苯在结构化固定床上的吸附动力学.通过在固定床的进口端和出口端分别装填颗粒活性炭(1.08 mm)和微纤复合材料形成结构化固定床,测定了甲苯在结构化固定床上的吸附透过曲线,并与颗粒活性炭固定床的实验结果进行比较,探讨了床层高度和气体流量对甲苯在结构化固定床上的吸附透过曲线的影响.结果表明,在相同的条件下,甲苯在结构化固定床层上的透过时间较在颗粒活性炭固定床上的透过时间延长了约20 min,床层利用率提高了12％.甲苯在结构化固定床上的吸附透过时间随着床层高度降低或气体流量增加而缩短.同时,采用Yoon-Nelson模型对甲苯在结构化固定床和颗粒活性炭固定床上的吸附透过曲线进行线性回归分析,实验结果与Yoon-Nelson模型能较好地吻合.
关键词:
吸附动力学
,
活性炭
,
微纤复合材料
,
结构化固定床
