水資源短缺和能源危機(jī)是制約人類社會(huì)發(fā)展的全球性問(wèn)題。工農(nóng)業(yè)廢水以及生活污水的大量排放所造成的水污染問(wèn)題使水資源短缺的局勢(shì)更加惡化。非可再生的化石能源的大量消耗以及對(duì)能源需求量的日益加大促使新型的替代能源和能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的誕生。氣凝膠是世界上最輕的固體材料,具有低密度、高孔隙率、大比表面積等優(yōu)勢(shì),在能源和環(huán)境領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的發(fā)展?jié)摿�。而以生物質(zhì)為基材的生物質(zhì)氣凝膠還具備環(huán)境友好性、可再生性和經(jīng)濟(jì)適用性,新型生物質(zhì)氣凝膠的研發(fā)和應(yīng)用更具有科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。以不同的生物質(zhì)材料為基材,制備化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)不同的生物質(zhì)氣凝膠,并將其與功能性聚合物、無(wú)機(jī)納米粒子實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合,得到具有良好的機(jī)械性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、特殊功能性的多功能材料,研究其在水處理和能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的應(yīng)用特性。探索材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)的密切關(guān)系,為多功能性生物質(zhì)氣凝膠的設(shè)計(jì)制備提供可能的途徑。論文主要研究工作與相應(yīng)成果如下:(1)木質(zhì)素/瓊脂糖基生物質(zhì)氣凝膠的制備及其響應(yīng)性油水分離性能研究:以木質(zhì)素、瓊脂糖和聚乙烯醇為原材料,通過(guò)簡(jiǎn)易的制備過(guò)程得到可再生的、環(huán)境友好的、具有蜂窩狀孔結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)基氣凝膠。所制備的生物質(zhì)氣凝膠具有三維...

【文章頁(yè)數(shù)】：146 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 氣凝膠
        2.1.1 氣凝膠概述
        2.1.2 氣凝膠的制備方法
    2.2 生物質(zhì)氣凝膠
        2.2.1 生物質(zhì)
        2.2.2 生物質(zhì)氣凝膠的分類
    2.3 生物質(zhì)氣凝膠在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用
        2.3.1 生物質(zhì)氣凝膠應(yīng)用于油水分離
        2.3.2 生物質(zhì)氣凝膠應(yīng)用于重金屬離子的吸附
        2.3.3 生物質(zhì)氣凝膠用于有機(jī)染料的去除
    2.4 生物質(zhì)材料在能量轉(zhuǎn)換(摩擦納米發(fā)電機(jī))領(lǐng)域的應(yīng)用
    2.5 課題的提出與研究思路
        2.5.1 課題的提出
        2.5.2 課題研究目標(biāo)與內(nèi)容
3 木質(zhì)素/瓊脂糖基生物質(zhì)氣凝膠的制備及其響應(yīng)性油水分離性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑
        3.2.2 木質(zhì)素/瓊脂糖基氣凝膠的制備
        3.2.3 共聚物p(SMA-DMAEMA-KH570)的合成
        3.2.4 木質(zhì)素/瓊脂糖基氣凝膠的改性
        3.2.5 共聚物與氣凝膠的測(cè)試表征
        3.2.6 氣凝膠的油水分離性能
        3.2.7 氣凝膠的油/有機(jī)溶劑吸附容量測(cè)定
        3.2.8 氣凝膠的循環(huán)使用性能
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 木質(zhì)素/瓊脂糖基氣凝膠的構(gòu)建
        3.3.2 木質(zhì)素/瓊脂糖基氣凝膠的形貌
        3.3.3 木質(zhì)素/瓊脂糖基氣凝膠的機(jī)械性能
        3.3.4 木質(zhì)素/瓊脂糖基氣凝膠的表面潤(rùn)濕性
        3.3.5 改性后的氣凝膠的油水分離性能
        3.3.6 改性后的氣凝膠的pH響應(yīng)性能
        3.3.7 改性后的氣凝膠的油/有機(jī)溶劑吸附容量的測(cè)定
        3.3.8 改性后的氣凝膠的循環(huán)使用性能
    3.4 本章小結(jié)
4 明膠基復(fù)合生物質(zhì)氣凝膠的制備及其油水分離性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑
        4.2.2 明膠基復(fù)合氣凝膠的制備
        4.2.3 明膠基復(fù)合氣凝膠的測(cè)試表征
        4.2.4 明膠基復(fù)合氣凝膠分離油水混合液的性能
        4.2.5 明膠基復(fù)合氣凝膠分離水包油乳液的性能
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 明膠基復(fù)合氣凝膠的構(gòu)建
        4.3.2 明膠基復(fù)合氣凝膠的形貌
        4.3.3 明膠基復(fù)合氣凝膠的潤(rùn)濕性能
        4.3.4 明膠基復(fù)合氣凝膠的油水分離特性
    4.4 本章小結(jié)
5 明膠基復(fù)合氣凝膠對(duì)多種污染物的去除的性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑
        5.2.2 明膠基復(fù)合氣凝膠的制備
        5.2.3 明膠基復(fù)合氣凝膠的測(cè)試表征
        5.2.4 明膠基復(fù)合氣凝膠的染料吸附實(shí)驗(yàn)
        5.2.5 明膠基復(fù)合氣凝膠的Cu(Ⅱ)離子吸附實(shí)驗(yàn)
        5.2.6 明膠基復(fù)合氣凝膠的再生和循環(huán)利用性能
        5.2.7 明膠基復(fù)合氣凝膠吸附等溫線和吸附動(dòng)力學(xué)模型的構(gòu)建
        5.2.8 明膠基復(fù)合氣凝膠的光催化降解性能
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 明膠基復(fù)合氣凝膠的構(gòu)建
        5.3.2 明膠基復(fù)合氣凝膠的形貌
        5.3.3 明膠基復(fù)合氣凝膠的潤(rùn)濕性
        5.3.4 明膠基復(fù)合氣凝膠的染料吸附性能和循環(huán)利用性能
        5.3.5 明膠基復(fù)合氣凝膠的Cu(Ⅱ)離子吸附性能和循環(huán)利用性能
        5.3.6 明膠基復(fù)合氣凝膠的光催化降解性能
    5.4 本章小結(jié)
6 細(xì)菌纖維素基生物質(zhì)氣凝膠的制備及其油水分離性能和光催化降解性能的研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑
        6.2.2 兩性離子化合物的制備
        6.2.3 氧化銀/兩性離子化合物負(fù)載的細(xì)菌纖維素基氣凝膠的制備
        6.2.4 細(xì)菌纖維素基復(fù)合氣凝膠的測(cè)試表征
        6.2.5 細(xì)菌纖維素基復(fù)合氣凝膠的油水分離性能
        6.2.6 細(xì)菌纖維素基復(fù)合氣凝膠的光催化降解性能
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 細(xì)菌纖維素基復(fù)合氣凝膠的構(gòu)建
        6.3.2 細(xì)菌纖維素基復(fù)合氣凝膠的形貌
        6.3.3 細(xì)菌纖維素基復(fù)合氣凝膠的潤(rùn)濕性能
        6.3.4 細(xì)菌纖維素基復(fù)合氣凝膠的油水分離性能
        6.3.5 細(xì)菌纖維素基復(fù)合氣凝膠的光催化降解性能
        6.3.6 細(xì)菌纖維素基復(fù)合氣凝膠的形狀恢復(fù)能力
    6.4 本章小結(jié)
7 基于殼聚糖/明膠生物質(zhì)氣凝膠的摩擦納米發(fā)電機(jī)的構(gòu)建及其性能研究
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)部分
        7.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑
        7.2.2 殼聚糖氣凝膠膜的制備
        7.2.3 明膠氣凝膠膜的制備
        7.2.4 殼聚糖/明膠氣凝膠基摩擦納米發(fā)電機(jī)的組裝
        7.2.5 殼聚糖/明膠氣凝膠基摩擦納米發(fā)電機(jī)的測(cè)試表征
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 殼聚糖/明膠氣凝膠基摩擦納米發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和材料表征
        7.3.2 殼聚糖/明膠氣凝膠基摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出電壓和短路電流(I_sc)
        7.3.3 殼聚糖/明膠氣凝膠基摩擦納米發(fā)電機(jī)的工作機(jī)理
        7.3.4 殼聚糖/明膠氣凝膠基摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出性能和穩(wěn)定性
        7.3.5 殼聚糖/明膠氣凝膠基摩擦納米發(fā)電機(jī)的自驅(qū)動(dòng)傳感特性
    7.4 本章小結(jié)
8 總結(jié)與展望
    8.1 論文主要研究結(jié)論
    8.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    8.3 論文的不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    作者簡(jiǎn)介
    攻讀博士學(xué)位期間研究成果
        學(xué)術(shù)論文
        學(xué)術(shù)會(huì)議
        授權(quán)發(fā)明專利



本文編號(hào)：3823300