功能化納米復(fù)合材料制備及其對(duì)柴油的助燃和收集作用研究.pdf

1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，全球?qū)茉吹男枨笕找嬖黾?，全球范圍?nèi)的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重;作為石油化工的主要產(chǎn)品之一，柴油是目前應(yīng)用較廣泛、燃燒動(dòng)力值較大的一種大眾液體能源燃料。然而，柴油在使用過程中時(shí)有泄露事故，燃燒效率低，易產(chǎn)生積碳、有害氣體及顆粒污染物等，引發(fā)環(huán)境污染狀況，造成極大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染，因此節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)一直是世界性的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境主題。納米材料因其獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)、高比表面積和環(huán)境友好的性質(zhì)，在提高能

2、源利用率以及環(huán)境污染治理方面，具有其他物理、化學(xué)和生物材料無法企及的優(yōu)點(diǎn)。近年來，科學(xué)家們研發(fā)了一些納米材料用于改善能源利用率和環(huán)保問題，但其制備過程復(fù)雜、周期長、成本高，實(shí)際效果并不理想，而高能電子束輻照技術(shù)和疏水改性修飾，具備簡便高效并可大量推廣的優(yōu)勢(shì)，因此在納米材料制備方面?zhèn)涫荜P(guān)注。
　　本論文基于對(duì)納米材料利用HEEB輻照技術(shù)和無機(jī)修飾改性，得到不同的功能化復(fù)合材料，并將其應(yīng)用于提高鍋爐中柴油燃燒效率，收集水體和土壤中的柴

3、油。本論文的主要研究內(nèi)容安排如下:
　　1.選擇高比表面和高表面活性的凹凸棒土為原材料，利用HEEB輻照技術(shù)，通過熱運(yùn)動(dòng)、電荷和物理沖擊效應(yīng)將ATP棒狀體分散轉(zhuǎn)化為微/納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高凹凸棒土的分散性并增大其表面勢(shì)能，借助ASO和APTES進(jìn)一步脫醇作用修飾改性制備新型納米復(fù)合材料HA30-APTES-ASO(HAAA)。研究結(jié)果表明，納米網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的HAAA將柴油分子吸附在其比表面積巨大的表層結(jié)構(gòu)上，有利于柴油分子與氧氣充分接

4、觸，極大地提高其燃燒效率。同時(shí)，HAAA可以增大燃燒產(chǎn)生的飛灰粒徑，減少飛灰總產(chǎn)量，并降低氣體排放量，這將有利于減少PM2.5;且收集到的燃燒余燼，以其高比表面積能夠有效去除水體中的Cd2+。
　　2.利用三聚氰胺海綿為基材，通過ASO和APTES的硅烷化作用，可以快速便捷合成一種新型疏水親油的納米復(fù)合材料NSP。研究表明，經(jīng)過ASO和APTES的疏水修飾，增大了原海綿的孔隙率，提高了與柴油的接觸面積，從而能夠吸附更多的柴油。通過