国家自然基金申请2004：纳米SiO2固定化纤维素内切酶或漆酶降解DTMC的研究
从研究我国典型垃圾填埋场甲烷排放的典型浓度和通量范围入手，确定填埋场生物覆盖层甲烷氧化的基本指导参数；制备各种规格的嗜甲烷菌基质，研究评价其作为生物覆盖层材料的性能；提出生物覆盖层结构设计方法，并在实验室建造相应的模拟装置；开展甲烷在生物覆盖层内的降解动力学研究，阐释不同排放条件下，甲烷在不同生物覆盖层构造中的降解规律。本研究旨在探索适合中国国情的填埋场甲烷减排理论和技术，为经济有效的减少我国温室气体排放开辟新的途径。
填埋场，生物覆盖层，甲烷氧化
Landfill Bio-cover and its Mechanism for Methane Degradation
Landfill, bio-cover, methane oxidation
填埋场生物覆盖层及其降解甲烷气体行为研究
报告正文
（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）：
1、项目的立项依据（附主要的参考文献目录）。
随着《京都议定书》于2005年2月26日的正式生效，垃圾填埋场CH4作为最具潜力的温室气体减排领域，正在全世界范围内形成项目开发的热潮（张相锋，2006）。垃圾填埋场是CH4最大的人类活动释放源，据估计2000年全球垃圾填埋场释放的CH4为8.42亿吨当量CO2，占当年CH4释放总量的13 ％，其中来自美国、中国、俄罗斯和乌克兰的填埋场CH4释放占全球填埋场CH4释放的47 ％；至2020年，填埋场CH4释放将占全球CH4释放总量的19 ％（USEPA，2005）。我国的城市生活垃圾处理处置以填埋为主，据预测至2020年我国填埋场CH4排放将达35990万吨当量CO2，占全国CH4总排放量的31.6 ％（赵玉杰等，2004）。
目前，垃圾填埋场相关的温室气体减排技术主要有CH4能源回收、焚烧以及生物氧化（张相锋，2006）。其中，垃圾填埋场CH4气体能源回收技术和火炬焚烧技术已经比较成熟，而且该技术已经被写入政府间气候变化委员会（IPCC）的相关技术报告（IPCC，2000；CDM –Executive Board，2004）。只有规模较大的生活垃圾卫生填埋场CH4具备能源回收潜力，其余垃圾填埋场的CH4只能以火炬焚烧的形式进行处理（USEPA，1996）。而火炬焚烧法需要昂贵的设备，且CH4浓度低于20 %时需要辅助燃料。对我国这样的发展中国家而言，垃圾产气潜力和填埋场规模和管理水平均明显低于发达国家，经济可行的垃圾填埋场CH4能源回收项目较少；火炬焚烧投入大又没有回报，在我国少见实施。借助清洁发展机制（CDM）的融资，垃圾填埋场CH4能源回收和火炬焚烧项目有望在我国得以大量开展（张相锋，2006）。值得注意的是，填埋场CH4能源回收和火炬焚烧的前提是收集到足够多的CH4气体。即使是在美国这样的发
达国家，垃圾填埋场释放气体的收集效率也只能保持在75％左右（USEPA，2003）。而我国正在开展的几个垃圾填埋场CH4回收项目的气体收集效率估计在55 ％～68 ％（EcoSecurities Ltd., 2005；Millennium Capital Services, 2004）。这意味着，即使开展CH4的能源回收，我国垃圾填埋场CH4仍将有32～45%无控释放到大气环境中。而且，我国的垃圾填埋场中小型居多，不具备能源回收条件，城市经济水平低，无法实施填埋气火炬焚烧技术，大量的CH4持续无控排放。同时，我国垃圾的特点是厨余比例高，CH4产生速度快，下降速度也快，产气高峰往往在填埋场封场不久迅速结束，届时CH4的释放速率和浓度将明显下降，可能不再具备能源回收和火炬焚烧的基本条件。考虑到国际社会要求我国减排温室气体的压力日益增大（美国退出《京都议定书》即为一例），开展适合中国国情的垃圾填埋场CH4替代减排技术研究，对于像我国这样的高温室气体排放国家至关重要。
利用填埋场覆盖土层中嗜甲烷菌（Methanotrophic Bacteria）的作用将高GWP（Global Warming Potential）的CH4氧化为CO2，可以有效降低填埋场的CH4排放强度，是一种极具潜力的填埋场温室气体减排技术（Hanson, 1996；Barlaz et al.,2004；Berger et al., 2005）。项目的研究将提高对生物覆盖层设计及其CH4降解机理的认识，强化生物覆盖层的CH4氧化能力，填补我国在该领域的研究空白，为我国在未来履行温室气体减排承诺提供技术储备。本研究不仅具有深广的生产背景，而且具有重大的理论价值和工程应用价值。
尽管人们已经从多种水生好氧环境中分离出嗜甲烷菌，但垃圾填埋场表层土壤中的CH4生物氧化研究起步较晚（Anthony, 1982；Whalen et al., 1990）。美国的Whalen等（1990）较早开展了填埋场覆盖土CH4氧化能力的研究，氧化能力可达45 g · m-2 · day-1，遗憾的是该文献没有指出相应的土壤类型，实验持续的时间也仅数小时，不足以反映真实的CH4微生物氧化能力。随后人们发现，土壤类型对CH4氧化能力影响较大：肥沃的土壤持水力强、营养丰富，更有利于CH4氧化过程的进行，CH4氧化能力可达15 mol · m-2 · day-1；粗砂土孔隙率大，导气性好，CH4氧化能力可达10.4 mol · m-2 · day-1，CH4氧化率达61％；黏土和细砂导气性差，CH4氧化能力稍低，分别为6.8 mol ·m-2·day-1和6.9 mol ·m-2·day-1，CH4氧化率分别40％和41％（Kightley et al., 1995；B?rjesson et al., 1998；Visscher et al., 1999）。受填埋场覆盖层条件的影响，氧气的传输往往受到限制，CH4氧化主要发生在表面30cm以内（Vissche et al., 1999）。
气候条件、环境条件（温度、水分）、营养条件（氮源等）以及CH4的本底浓度（新旧填埋场）对CH4氧化能力有不同程度的影响。在夏季，新填埋场的CH4氧化率在41％～50％，旧填埋场的CH4氧化率在60％～94％；到了冬季，特别是温度低于零度，填埋场的CH4氧化几乎停止（B?rjesson et al., 2001）。不同温度条件下的嗜甲烷菌种群各不相同，?型嗜甲烷菌在低温条件下（5℃～10℃）生长迅速，而П型嗜甲烷菌在20℃以上才开始快速生长（B?rjesson et al., 2004）。在CH4本底浓度较低的条件下，NH4+对CH4氧化能力的影响最大，土壤含水率次之，温度的影响最小；NH4+的添加对CH4氧化的影响更多是由于硝化作用和CH4氧化作用间相互竞争O2，而不是NH4+浓度本身；土壤最佳含水率为15.6％～18.8％，大约为土壤最大持水
力的50％，超过该范围均不利于嗜甲烷菌的生长；最佳温度随土壤含水率的升高（5%～30％）呈下降（30℃～20℃）趋势（Boeckx et al., 1996）。进一步的研究表明，NH4+对CH4氧化的影响取决于CH4的本底浓度：在低浓度CH4条件下，如< 5 %，NH4+供应过多，会抑制CH4的氧化；而在高浓度CH4条件下，添加NH4+可补充氮源，反而能刺激CH4的氧化（Visscher and Cleemput, 2003）。
1997年UNFCCC 缔约方第三次大会（COP3）通过《京都议定书》，全世界就温室气体减排基本达成共识，CH4生物氧化作为一种潜在的填埋场CH4低成本减排替代技术开始引起学者的兴趣，人们开始考虑将堆肥物的有机质含量高、持水力大、多孔性、微生物丰富等特性与填埋场覆盖层土壤的CH4生物氧化功能相结合，从而强化CH4的生物氧化功能（Humer and Lechner, 1999；Dammann et al.,1999）。相关的研究总体可分为生物覆盖层和生物过滤器两类，生物覆盖层旨在替代填埋场原有的每日覆盖层、中间覆盖层和最终覆盖层，同时减少CH4的排放强度；而生物过滤器是在填埋场外建造工程设施，减少CH4的排放。
澳大利亚的Humer and Lechner（1999）较早开展了堆肥覆盖层的CH4氧化能力研究，覆盖层材料分别为垃圾堆肥物、污泥堆肥物、填埋场表层土和花园肥沃土，在模拟填埋场CH4的排放条件下，熟化60周的垃圾堆肥物的CH4氧化能力明显高于土壤类覆盖层材料，几乎能氧化所有老年填埋场排放的CH4，但熟化20周的污泥堆肥物甚至观察不到CH4的明显氧化，说明覆盖层材料的性质对于CH4氧化能力影响巨大。美国的Barlaz等（2004）在填埋场现场开展了近14个月的生物覆盖层CH4减排能力研究，生物覆盖层以庭院堆肥物为主要结构层，辅以植被层和排水层，生物覆盖层的CH4排放通量保持在-1.73～1.33 g · m-2 · day-1，即使在填埋场气体回收系统停止运行的时间段，生物覆盖层的CH4排放强度也没有明显增加，而对应的土壤覆盖层在气体回收系统停止运行时，CH4排放通量高达15 g · m-2 · day-1；试验采用稳定碳同位素分析技术测定CH4氧化率，发现生物覆盖层的CH4氧化率约为55％，明显高于土壤覆盖层的21％。Berger等（2005）在人工环境室内开展了33周模拟填埋场密封层和最终覆盖层的4层复合生物覆盖层中试研究，研究分别模拟了气温、降雨等各种气候条件对CH4氧化的影响，监测了不同深度气体浓度的变化，发现模拟降水前CH4最大氧化速率发生在约30cm处，但降水后氧化能力下降，且出现CH4氧化最大值的位置上移，由此推断氧气向下扩散受限是影响系统性能的最重要因素，应设计更为合理的生物覆盖层系统。
德国的Dammann等（1999）较早开展了堆肥生物滤池的CH4氧化模拟研究，1.7％（v/v）的CH4在堆肥生物滤池（H27cm，Φ24cm）内的氧化能力最高可达53 g/m3·h（折合294.5 mol · m-2 · day-1），远远高于土壤的CH4氧化能力（Kightley et al., 1995；Visscher et al., 1999）。Gebert等（2003）用多孔黏土丸作为过滤材料，设计了一种5层植草生物过滤器，进行了低浓度（3% v/v）CH4氧化动力学研究，获得了高达109 g / m3·h的CH4氧化速率；研究还发现，氧气浓度对CH4氧化影响显著，当氧气浓度低于1.7％～2.6％（v/v）时，CH4氧化活动几乎停止。Streese等（2003）研究对比了单一过滤材料（庭院堆肥物）和复合过滤材料（等量的庭院
堆肥物、草炭、云杉纤维混合组成）的生物滤池CH4氧化性能，发现过滤材料为庭院堆肥物的试验装置在良好运行进行5个月后，过滤器内产生了胞外聚合物（EPS）堵塞孔隙，CH4氧化能力下降，而复合过滤材料的过滤器一直运行良好，CH4氧化速率可达20 g/m3·h。Wilshusen 等（2004）的研究发现，在高O2浓度条件下，应用树叶堆肥物进行CH4氧化时所产生的EPS 是低O2浓度条件下的250％，这意味着O2供应并非多多益善。德国的Gebert等（2004）在填埋场现场开展了生物过滤法高浓度（56％v/v）CH4氧化研究，CH4去除效率达63％，采用磷脂肪酸分析法（PLFA）分析生物滤池内的微生物群落结构发现，在生物滤池的不同深度存在不同的微生物群落。与臭气净化相比，生物滤池法氧化CH4速度慢，所需占地是臭气生物滤池的100倍，这必将成为该技术推广应用的瓶颈因素。
我国在填埋场CH4氧化方面的研究少见报道。综合国内外的相关研究，主要取得以下成果：①认识到填埋场覆盖土层有CH4氧化能力；②初步理解了土壤类型、气候、环境条件、营养条件等复杂因素对填埋场覆盖土层CH4氧化能力的影响；③认识到生物覆盖层和生物过滤器的CH4氧化能力远大于传统覆盖土层；④认识到堆肥物在CH4氧化研究中的巨大作用。还存在下列问题有待进一步解决：
填埋场的CH4排放强度在0.0004～4000 g · m-2 · day-1变化很大（Bogner et al., 1997），我国填埋场CH4的排放规律和覆盖土壤层CH4氧化能力尚不清楚，缺乏准确的基础数据；没有科学的生物覆盖层材料质量评价方法，材料选择随意性大，导致CH4氧化效果不稳定（Humer and Lechner, 1999；Streese et al., 2003）；植被是传统覆盖层的一部分，在目前的生物覆盖层研究中很少考虑植被的功能；生物覆盖层设计处于摸索阶段，尚未提出可靠的生物覆盖层设计方法；生物覆盖层内的CH4氧化动力学机制还不清楚。
参考文献：
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2、项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题。
研究目标：
?调查研究我国典型填埋场的CH4排放规律，为本研究提供基本数据，为我国参加气候
变化的政府间谈判提供一定的数据支持；
?开发出适合中国国情的填埋场生物覆盖层CH4减排技术，为经济有效的减少我国温室
气体排放开辟新的途径；
?揭示CH4在生物覆盖层内的降解行为。
研究内容：
（一）我国典型填埋场的CH4排放
?监测典型填埋场的CH4排放速率和排放浓度；
?研究典型填埋场的CH4排放规律；
（二）生物覆盖层材料质量评价
?各种生物覆盖层材料的制备及其物性分析；
?各种自制堆肥物做嗜甲烷菌载体时的CH4氧化动力学，评价相应的动力学参数，作为
相应的质量评价依据。
（三）生物覆盖层构造设计
?单一生物覆盖层构造设计；
?复合生物覆盖层构造设计（含水气分布系统设计）。
（四）CH4在生物覆盖层内的降解行为
?CH4在生物覆盖层内的降解动力学；
?不同生物覆盖层构造的CH4降解规律；
?不同CH4排放条件（浓度、通量）下的生物覆盖层CH4降解规律；
?植被生长对生物覆盖层内CH4降解的影响。
拟解决的关键问题：
①典型填埋场的筛选与CH4排放监测；
②各种堆肥物的制备；
③生物覆盖层构造要满足CH4降解的特殊需要：持水力强、渗透性强、有机质含量高、结构
稳定性好、生物稳定性好等；
④CH4通量和浓度变化的条件下，生物覆盖层系统的稳定性；
⑤不同嗜甲烷菌载体条件和不同生物覆盖层构造条件下，CH4降解动力学分析；
⑥植物在生物覆盖层降解CH4中的作用分析。
3、拟采取的研究方案及可行性分析。
研究方案：
本研究首先选择若干个典型的垃圾填埋场，确定我国填埋场CH4排放的典型浓度范围和通量范围，作为生物覆盖层CH4氧化的基本运行参数；然后，制备各种规格的天然土壤和堆肥物，作为嗜甲烷菌的固相载体，并通过研究，确定生物覆盖层材料的质量评价标准；针对CH4氧化对覆盖层的特殊要求，同时结合填埋场对每日覆盖层和最终覆盖层的不同要求，经过实验室模拟试验，分别设计出单一生物覆盖层和复合生物覆盖层结构，以满足填埋场不同运行阶段对覆盖层的要求；最后分别建造若干实验室水平的生物覆盖层，开展CH4在生物覆盖层内的降解动力学研究，揭示不同生物覆盖层构造的CH4降解规律，揭示不同CH4排放条件（浓度、通量）下的生物覆盖层CH4降解规律，以及考察植被生长对生物覆盖层内CH4降解的影响；最终整合研究成果，得到一整套适合中国国情的填埋场生物覆盖层CH4减排理论和技术，为在中试尺度上进一步开展填埋场生物覆盖层CH4减排研究奠定坚实的基础。
（一）我国典型填埋场的CH4排放研究
结合我国填埋场运行情况和垃圾填埋深度，选择4个典型填埋场，用静态通量箱技术监测目标填埋场的填埋气排放通量，现场采集填埋气体，回实验室用气相色谱分析其CH4浓度，从而确定CH4的排放速率和排放浓度。该项研究计划在一年内完成，每个填埋场分别在春夏秋冬四个季节里分4次监测，每次监测持续3天的时间。主要目标是获得各填埋场在不同气象条件下的CH4排放数据，作为开发适合中国国情的填埋场生物覆盖层研究的基本依据。利用这些数据，还可分析研究我国典型填埋场的CH4排放规律，为我国参加气候变化的政府间谈判提供一定的数据支持。
（二）生物覆盖层材料质量评价
生物覆盖层的备选材料包括主要功能材料和辅助材料。主要功能材料是指可作为嗜甲烷菌固相载体的材料，辅助材料主要包括用于植被生长、布水布气以及用于增强氧气传输性能的的材料。鉴于研究报道某些堆肥物的CH4最大氧化能力显著高于天然土壤，某些堆肥物又不具备此种能力，本研究拟广泛考察各种堆肥物的潜在CH4氧化性能，进而提出其质量评价标准。
1．堆肥物制备
选择有机城市垃圾、市政污水厂污泥、农业秸秆、畜禽粪便等富含有机成分的固体废物，用先进的堆肥工艺堆积30～300天，制作出不同生物稳定化性能的堆肥物12种，分析其生物稳定度、有机质含量、持水力、孔隙度、N的各种组分、pH值等可能影响其CH4氧化性能的参数。
2．堆肥物CH4氧化动力学分析
开展堆肥物CH4氧化接种试验，CH4接种浓度分别为2.5％，5％，10％，20％，40％和60%的条件下，研究12种堆肥物的CH4氧化动力学，建立动力学方程，获得相应的动力学参数：CH4最大氧化速率值Vmax和反应速率常数k。将动力学参数Vmax和k作为关键参数，将堆肥物按CH4氧化性能分为5个等级，作为评价堆肥物作为嗜甲烷菌固相载体的产品质量标准。
3．辅助材料评价
用于植被生长的材料选自填埋场表层覆盖土。植被材料选择应用广泛的黑麦草。用于布水布气及增强氧气传输能力的材料主要包括：粗砂、陶粒、中砂。测试辅助材料的相关物性，如渗透系数、持水力、孔隙度等，并按照透水、透气性能将材料分为5个等级，作为辅助材料的产品质量标准。
（三）生物覆盖层构造设计
生物覆盖层构造设计分为单一生物覆盖层构造设计和复合生物覆盖层构造设计。单一生物覆盖层用于替代传统填埋场的每日覆盖层和中间覆盖层，复合生物覆盖层用于替代传统填埋场的最终覆盖层。
1．单一生物覆盖层构造设计
设计上主要考虑覆盖层厚度和覆盖材料的配合比。拟设计15～50cm厚度的生物覆盖层，选用堆肥物、陶粒、中粗砂为基本材料，以堆肥物CH4氧化潜力等级、混合料的透水透气等级为基本设计标准，设计出6个单一生物覆盖层构造设计方案，并搭建相应的试验装置。
2．复合生物覆盖层构造设计
在设计上考虑既保持传统覆盖层的基本功能，又强化生物覆盖层的CH4氧化功能。为此，拟设计厚度在50～120cm的复合生物覆盖层，主要包括：CH4氧化层、水气分布层、弱透水层及最上层的黑麦草。最终设计出6个复合生物覆盖层构造设计方案，并搭建相应的试验装置。（四）CH4在生物覆盖层内的降解行为
结合所调查的4个典型填埋场的CH4排放通量和排放浓度，确定模拟试验的4种CH4负荷：高浓度、高通量，高浓度、低通量，低浓度、高通量，低浓度、低通量。拟用12～18个月的时间，研究CH4在生物覆盖层内的降解动力学机制，着重考察：
1．生物覆盖层构造对CH4降解性能的影响：对6个单一生物覆盖层和6个复合生物覆盖层分别进行不同CH4负荷的CH4氧化试验，试验周期为3个月。测试相应的CH4氧化能力、生物覆盖层不同部位的CH4浓度、氧气浓度、温度、湿度、pH、氧化还原电位等参数，分析其
时空动态变化，评价各生物覆盖层的性能。将最佳单一生物覆盖层设计和复合生物覆盖层设计用于后续研究的试验装置建造。
2．供氧方式对CH4降解能力的影响：供氧方式分为表面扩散供氧和底部强制供氧。其中，底部强制供氧又可分为3种供氧水平。本研究拟选择高浓度、高通量和高浓度、低通量对2个生物覆盖层分别进行不同供氧方式的CH4氧化试验，试验周期为3个月。测试相应的CH4氧化能力、生物覆盖层不同部位的CH4浓度、氧气浓度、温度、湿度、pH、氧化还原电位等参数，分析氧气对生物覆盖层CH4氧化的动态影响，评价两种生物覆盖层对氧气供应的响应能力。
3．营养物质对CH4氧化性能的影响：本研究拟分别添加2种剂量的硝态氮/氨态氮，测试相应的CH4氧化能力、生物覆盖层不同部位的CH4浓度、氧气浓度、温度、湿度、pH、氧化还原电位等参数，分析氮源对生物覆盖层CH4氧化的动态影响，评价两种生物覆盖层对氮源供应的响应能力。
4．气候条件变化对CH4降解性能的影响：拟模拟3种降雨条件，考察在降雨前后两种生物覆盖层不同部位的CH4浓度、氧气浓度、温度、湿度、pH、氧化还原电位等参数的变化，分析降雨对CH4降解性能的影响，评价两种生物覆盖层对降雨的响应能力。
5．植被生长对生物覆盖层内CH4降解的影响：以黑麦草为例，考察有植被和没有植被时，两种复合生物覆盖层不同部位的CH4浓度、氧气浓度、温度、湿度、pH、氧化还原电位等参数的变化，分析植被对CH4降解性能的影响，特别注意考察植被的氧气输送能力。
可行性分析：
填埋场覆盖层中的CH4氧化研究已经有十几年的历史，人们已经比较透彻的理解了天然土壤中CH4氧化的内在机制。本研究提出的生物覆盖层内CH4降解行为，是以人造堆肥物为主要研究对象，天然土壤中CH4的氧化行为研究成果为本研究的顺利进行奠定了坚实的理论基础。
最近，应用堆肥物作为生物覆盖层和生物过滤器的主要材料用于强化CH4氧化也有一些报道，但研究比较凌乱。本项目提出的生物覆盖层设计和材料质量评价方法是在这些研究的基础上提出的，可以为生物覆盖层的进一步发展提供技术支持。
项目申请者一直从事有机固体废物生物处理的科学研究工作，积累了较为丰富的科研和实践经验。项目申请者曾作为国家环保总局垃圾填埋气项目咨询专家参与了国内数个垃圾填埋气CDM项目前期开发，对国内垃圾填埋场的情况比较熟悉，在典型填埋场的筛选与监测方面有较好的基础。项目申请者已经着手试验平台的搭建，并拟在近期开展预备试验研究，有望在本项目的资助下，将研究推向深入。
项目组中既有熟悉堆肥物制备的教师，又有熟悉垃圾填埋工程和植被恢复的科研人员，还有一批富有朝气的博硕士研究生，实现了学科领域的交叉互补和科研力量的优化组合。这种合理的研究梯队是本研究所有目标顺利实现的人力保障。
申请者所在单位北京师范大学是环境模拟与污染控制国家联合重点实验室的依托单位之一，学院有气相色谱-质谱仪(GC-MS)、高压液相色谱仪、激光扫描显微镜等大型仪器设备，能
够提供研究所需的自动化堆肥反应器、小型测试仪器及处理数据所需的软、硬件设备。这些良好的软硬件设施是本项目研究内容顺利开展的物质保障。
总之，本项目研究无论从技术支撑、人员组成和设备条件方面都能保证整个计划的顺利进行，有望通过学科交叉在填埋场温室气体减排技术方面取得突破性的研究成果。
4、本项目的特色与创新之处。
本项目创新之处
●首次在我国开展填埋场温室气体减排的生物技术研究，填补国内在该方面的研究空白；●首次提出填埋场生物覆盖层材料质量评价方法；
●首次提出填埋场生物覆盖层设计方法；
●首次开展填埋场生物覆盖层中的甲烷降解动力学研究。
5、年度研究计划及预期研究结果。
注：*表示相应工作内容的实施和工作量。
预期研究成果
( 完成一份填埋场甲烷排放及其控制的建议性报告，供国家相关决策机构和地方填埋场管理部门参考。)
( 发表SCI论文2~3篇，国内核心期刊3~4篇，通过项目研究培养硕士生1～2，培养博士生1~2名。)
（二）研究基础与工作条件
1、研究基础
北京师范大学环境模拟与污染控制国家联合重点实验室在固体废物生物处理（如堆肥化）领域开展了一系列的研究，建立了固体废物实验室，自制了先进的固体废物生物反应器及其自动化控制系统。
课题申请人一直从事有机固体废物生物处理的理论与应用研究工作，2000-2003年参加了我国第一个面源污染控制研究项目、国家重大科技攻关专项——滇池流域面源污染控制技术研究，从事其中的农业固体废物堆肥化的建模、试验与工程应用研究。2003-2005年参加了国家863高技术资助的“城市生活垃圾资源化技术与设备”项目，主要负责有机垃圾高效降解工艺与设备的研发。在国内较早发表了“垃圾填埋场的甲烷释放及其减排”等学术论文，并向有关学术刊物投送“甲烷气体在填埋场生物覆盖层内的降解研究进展”、“垃圾填埋场覆盖层的甲烷氧化”等学术论文，介绍填埋场甲烷氧化对全球气候变化的影响。目前课题申请人已着手填埋场甲烷氧化的实验室模拟工作。上述研究工作和试验积累为本项目的顺利开展提供了坚实的技术支撑和基础保障。
2、工作条件
北京师范大学环境模拟与污染控制国家联合重点实验室能够提供基本的测试仪器和实验条件。必要时可借助北京师范大学分析测试中心的仪器设备及实验技术人员力量。
北京师范大学环境学院能够提供试验数据整理和统计分析的软、硬件设备支持。
3、申请人简历
课题主持人张相锋，男，33岁，博士，讲师，主要研究领域为固体废物生物处理及其相关的温室气体控制。2000年农业部可再生能源重点实验室获工学硕士学位，2003年清华大学环境科学与工程系获工学博士学位，2003年至今北京师范大学环境学院任讲师，其中2005年2月－9月任国家环境保护总局对外经济合作中心CDM项目咨询专家。参加完成国家重大科技攻关专项、国家863高技术项目等国家级课题数项，在国内外专业期刊发表论文近20篇（其中EI检索论文4篇），申报和固体废物生物处理相关的国家发明专利5项，其中1项已经获得授权，其余4项已经进入实质审查阶段。在本项目中全面负责课题的设计、组织和研究工作。与本项目相关的主要成果有：
1.张相锋，肖学智, 何毅等, 2006. 垃圾填埋场的甲烷释放及其减排. 中国沼气, 24(1): 3-5.
2.张相锋, 2006. 垃圾填埋场覆盖层的甲烷氧化（已投稿，中国沼气）
3.张相锋, 葛垚, 2006. 甲烷气体在填埋场生物覆盖层内的降解研究进展（已投稿，环境污染
治理技术与设备）
4.张相锋, 2006. 垃圾填埋场甲烷减排分析及其表层氧化（已投稿，中国安全科学学报）
5.张相锋, 200
6. 垃圾填埋场甲烷的生物过滤（已投稿，城市环境与城市生态）
6.张相锋, 2005. 我国垃圾填埋气发电项目利用清洁发展机制的潜力（已投稿，太阳能学报）
7.殷勇, 王洪涛, 张相锋, 2002. 垃圾填埋场水分迁移模型的应用研究. 环境污染治理与设
备.3(10)：36-40.
8.张相锋, 王洪涛, 聂永丰, 2005. 通风速率对农业蔬菜花卉废物混合堆肥的影响（EI
05479497800）. 农业工程学报, 21(10): 134-137.
9.张相锋, 王洪涛, 聂永丰, 2006. 温度对高水分蔬菜废物和花卉秸秆共堆肥的影响（EI
06089716050）. 环境科学, 27(1): 171-174.
10.张相锋, 2003. 农业蔬菜花卉废物和粪便共堆肥的研究与应用. 博士学位论文, 清华大学,
北京.
11.王洪涛, 张相锋, 周辉宇, 2003. 一种新型有机废物堆肥仓强制通风系统. 发明专利
03119303.X（已授权）
12.张相锋，杨志峰，陈家军, 2005. 发明专利2005101142369（实审阶段）
13.张相锋，杨志峰，陈家军, 2005. 发明专利2005101142034（实审阶段）
14.张相锋，杨志峰，陈家军, 2005. 发明专利2005101146618（实审阶段）
15.张相锋，杨志峰，陈家军, 2005. 实用新型专利200520129613.1
16.张相锋, 王洪涛, 周辉宇, 2003. 发明专利03119301.3（实审阶段）
17.王洪涛, 张相锋, 周辉宇, 2003. 发明专利03119302.1（实审阶段）
18.张相锋, 王洪涛, 聂永丰等, 2003. 花卉废物和牛粪共堆肥中的氮素迁移. 环境科学，24(3):
126-131.
19.张相锋, 王洪涛, 聂永丰等, 2003. 高水分蔬菜废物和花卉、鸡舍废物共堆肥的中试研究. 环
境科学，24(2): 147-151.
20.张相锋, 王洪涛, 聂永丰等, 2003. 蔬菜废物和花卉废物批式进料联合堆肥的中试. 环境科
学, 24(5): 146-150.
21.张相锋, 王洪涛, 聂永丰等, 2003. 蔬菜废物和花卉废物序批式进料联合堆肥的中试. 环境
科学, 24(6): 148-151.
22.张相锋, 王洪涛, 聂永丰等, 2003. 花卉废物和牛粪共堆肥的中试研究. 环境科学学报，
23(3): 360-364
23.张相锋, 王洪涛, 聂永丰等, 2003. 猪粪和锯末共堆肥的中试研究. 农村生态环境,
18(4):19-22
4、承担科研项目情况
申请人承担项目：
? 2000年1月- 2003年7月：国家重大科技攻关专项（K99-05-35-02）——滇池流域面源污染控制技术研究，主要参加人；
? 2003年8月- 2005年2月：国家863高技术项目（2001AA644020）——城市生活垃圾资源化技术与设备，主要参加人。
（三）经费预算说明
经费总预算：39.28万元。
其中，各项预算及依据如下：
一、研究经费（总额：36.3万元）
1．科研业务费：25.1万元。
（1）测试、分析、计算费：15万元。样品的实验室分析，共需测试费用9万，分析费用6万。
（2）能源、动力费：2.1万元。实验室模拟甲烷氧化系统需要连续通风，原料预处理等都要消耗能源（每年约需0.6万元）。
（3）会议费/差旅费：8万元。主要用于参加学术交流的差旅费和国内典型填埋场的调研的差旅费。
（4）出版物/文献/信息传播事务费：0.5万元。主要用于文献检索、资料收集及出版物购买。（5）其它：0.6万元。论文版面费（每篇核心刊物论文版面费平均0.15万元）。
2．实验材料费：7万元。
（1）原材料/试剂/药品购置费：7万元。共需原料费1万，实验室模拟、堆肥物的制备及样品分析需要试剂3万，药品3万。
（2）其它：0万元。
3．仪器设备费：3.2万元。
（1）购置费：1万元。主要用于购买小型筛分机和混合机各1台。
（2）试制费：2.2万元。自制甲烷氧化模拟系统4套，2万；日常仪器的调制、维修和保养0.2万。
4．实验室改装费：0.5万元。建造小型通风系统1套主要用于甲烷的排出。
5．协作费：0.5万元。用于和其它相关部门的组织与协调。
二、国际合作与交流（总额：0万元）
三、劳务费：1.08万元（预算小于总经费的15%）。试验材料的制备等辅助工作（15元/天/
人*120天/年* 3年* 2人）。
四、管理费：1.9万元。按项目总经费的5%计。
（四）其他附件
国家自然科学基金NSFC申请标书写作全攻略
国家自然科学基金(NSFC)申请标书写作全攻略 指导思想篇 1、追求卓越，在知识上要绝对专业，果断反对侥幸心理。 2、相信NSFC申请是公平的，大家靠实力竞争，必须花大力气写标书；假如你认为NSFC 只有关系，你就不用继承往下看了。 3、NSFC是一个系统工程，需要花很多时间和精力，而不仅仅是几页标书，是聪明沉淀的结晶。 4、不要把NSFC看的高不可及，你要相信自己的创意，哪怕你只是一名一年级硕士 5、机会主义是有的，但我们没有什麽其它的资本，只能消灭标书里一切可能的失败因素，加上完美的选题和课题设计，彻底征服评委，不给评委任何黑掉你的机会。 6、基金申请不同于实际研究课题设计，必须把个人爱好与NSFC兴趣结合一致，投其所好。 选题立项篇 1、基金成败要害还是选题要好，提前半年，刚入行的提前一年进行课题搜索 2、老板指定的题未必是好题，最好自己选题，如何立项应该是研究生学习最重要的一课，毕业后你会发现，没有人会指点你什麽课题有价值了，在中国学术的沙漠里，只剩下你自己了。 3、好课题是对学科深刻理解的条件下产生的，大量翻阅文献吧，汲取知识的同时千万别忘了思索，你发现别人存在漏洞的时候，好课题就离你不远了。 4、选题最好以问题为导向，不要以技术为导向，找到问题了，课题就找到了。而拿着新技术去找能解决的问题，效果多数不好，但还是大有人在，比如RNAi。 5、解放思想，发散思维，多方法多学科交叉，一般都会比较受人青睐，轻易申请到基金，但不能为了交叉而强行交叉。 6、创新性新技术、新理论的课题要有一定的理论与技术基础，最好有工作基础，没有你也要东拼西凑，这是在中国，NSFC好像讨厌空中楼阁 7、临床课题研究最好别选临床应用方向，而选应用基础研究。 8、选择自己认识，有工作基础的领域，别跨越太远。你是在谝钱，记住了，你不装的象个行家，NSFC是不会给钱的。 9、重要科学问题的切入点正确，切忌过宽、过大，只要体现一定的新意和研究价值就行了，能得诺贝尔奖的课题NSFC是不给钱的。 10、没有人做过的课题不能做为立项的依据，但NSFC资助的项目必须是国际上没人做过的，而不是海内空白。当然，如果国际上有同类结果，你不说，地球上的中国人也许也不知道，但一旦被识破，你死定了。 11、如果是捕获科研前沿性的课题，最好设计周密，尤其是目的和结果的一致性、可获得性和可预期性，通过课题实施所获得的结果必须能充分支持与研究目标相一致的结论。12、热点课题不一定是好课题，热点上的人也很热。但在还没热起来的热点，一定是一个好课题，标书评审滞后半年呢，比如最开始的一批SARS课题。有时也不防设计一些非热点但是对与科研有价值的课题，发挥出奇不意的效果。 13、临床课题可以是当前没有好办法治疗的疾病，急需解决的临床问题，而在国际上检索的文献只有几篇的那种。 14、本人不主张以最新的重量级文献做指导，你会发现，很多人跟你的想法惊人的一致。有人特殊反对跟风。
醋酸纤维薄膜的应用-CLARIFOIL
醋酸纤维薄膜的应用--Clarifoil Clarifoil概述 Clarifoil既是产品醋酸纤维薄膜的商品名称，也是公司名 称，它具有很强的品牌识别度和悠久的历史。 Clarifoil公司一直致力于二醋酸纤维素薄膜复合印刷，丙酸，复 合膜， PVC膜，隔热膜，玻璃纸，以及其他包装薄膜的生产。 其使用的材料可回收再利用，生物降解，焚烧后对大气无污染。而且Clarifoil耐磨薄膜能大幅度降低包装磨擦带来的损耗。 醋酸纤维薄膜的应用--Clarifoil 复合膜，珠光膜--清晰度极高覆膜印刷，哑光膜以及半哑光膜 Satiné 和Semitone Clarifoil公司的产品品质是很多企业难以 项望其背的。清晰度极高的亮膜使得覆膜后的产品更熠熠升辉， 而哑光膜则赋予了包装沉稳高雅的效果。如果要想覆膜后有丝质 的效果，那么可以选择其他两种半哑光膜，一种是缎面，可用作 设计香水盒子，另一种是Semitone，它结合了精致的外表和高级 触感的特性，可用于化妆品盒子，公司介绍，饭店菜单，CD封面 和销售宣传单的覆膜。 所有Clarifoil出品的复合膜都显示了其先进的防划痕防标记性 能。而且，semitone独一无二的表面处理使其甚至可以防指纹印迹。所有用于印刷覆膜的复合膜都可以烫金，上胶和直接印刷，而且不需要做任何的预涂。 事实上，独立调查显示Clarifoil加强了复合膜的可循环利用的能力。Clarifoil 的灵活的生产方式促使其可以制造更多独特的特性，例如珠光膜(珠光薄膜是一种混合了不同颜色的透明复合膜，覆膜后仍可以看到原来底纸的颜色但是复合膜为整体添加了绝佳的光泽和颜色效果)和颜色膜。 带透明薄膜的硬纸盒--特别应用于食物包装 装在Clarifoil所生产的有透明薄膜的包装盒中售卖的商品的范围十分广泛：从意大利面条到香水，从衬衫到巧克力。 在货架上，奢侈品包装材料可以展示其产品最好的一面用以提高销售量。因此，透明薄膜的品质对此起到十分关键的作用。为加强消费者的兴趣，Clarifoil具备完全的透明度，表面光滑，并有良好的防痕
纤维素纳米纤维
纤维素纳米纤维 众所周知，植物的基本组成单位是细胞，其主要结构为纤维素纳米纤维，纤维素纳米纤维是拉伸纤维素链的半结晶纤维束。纤维素纳米纤维不仅纤细，而且纤维素分子链可以拉伸和结晶，所以其质量仅为钢铁的1/5，强度却是钢铁的5倍以上。另外，其线性热膨胀系数极小，是玻璃的1/50，而且其弹性模量在-200～200℃范围内基本保持不变。弹性模量约140GPa，强度2～3GPa。不同于石油基材料，作为生物基材料，更环保。 图1 纳米纤维素微观结构作为下一代工业材料或绿色纳米材料，目前已在全世界积极地开展有关制造和利用这种纤维素纳米纤维的研究。用木材浆粕等植物类纤维材料制造纤维素纳米纤维的各种方法相继被开发出来。在低浓度（约百分之几）下进行的浆粕纤维分解技术有高压高速搅拌方法、微射流法、水中逆流碰撞法、研磨机研磨法、冷冻粉碎法、超声波分丝法、高速搅拌法和空心颗粒粉碎法等。纤维素纳米纤维重要的特征是可以用所有的植物资源作为原料。除木材外，还可以从稻杆和麦杆等农业废弃物、废纸、甘蔗和马铃薯的榨渣，以及烧酒气体等的工业废弃物中制得直径为10～50nm的纳米纤维。如果有效利用轻薄且宽域分布的生物资源的特点，则可以制造和利用取自唾手可得资源的高性能纳
米纤维。日本等发达国家已经实现了纤维素纳米纤维的工业化生产。轻量、强度高的纤维素纳米纤维作为复合材料，可制造汽车零部件和家电产品外壳、建筑材料等；利用气体阻隔性可制造屏障薄膜；利用其透明性可制作显示器和彩色滤光器、有机EL基板、太阳能电池板等；利用耐热性可制造半导体封装材料和柔性基板、绝缘材料等；利用黏弹性能，可生产化妆品、药品、食品、伤口敷料如细胞培养基材、分离器和过滤器以及特殊功能纸张等。在石油工程领域，纳米纤维素凝胶可作为井下流体助剂，不发生体积收缩；可用于钻井液降滤失剂、页岩抑制剂、增稠剂等，改善相关流体的性能。《石油工程科技动态》所有信息编译于国外石油公司网站、发表的论文、专利等，若需转载，请注明出处！中国石化石油工程技术研究院战略规划研究所
编织管增强型醋酸纤维素中空纤维膜研究
编织管增强型醋酸纤维素中空纤维膜研究 醋酸纤维素(CA)是重要的天然纤维素衍生物,因其成膜性好、价格低廉,在分离膜领域占有重要地位。为提高CA中空纤维膜的力学强度,扩展CA中空纤维膜的应用范围,本文基于非溶剂致相分离(NIPS)成膜原理,采用同心圆复合纺丝技术,制备了编织管增强型(BR)CA中空纤维膜,对其结构与性能进行了研究。以CA 纤维编织管为增强体,以CA的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液为铸膜液构筑表面 分离层,制得同质增强型(HR)CA中空纤维膜。研究表明,随铸膜液中CA浓度增加,膜的表面分离层更为致密,其外表面更为平滑,膜的平均孔径减小,牛血清蛋白(BSA)截留率增高,且膜的拉伸断裂强度(>11MPa)和爆破强度有所增大；当铸膜液中CA浓度高于10%时,所得膜的表面分离层与增强体之间界面结合状态较好。 活性污泥悬浮液对比过滤试验发现,HR CA膜较增强型聚偏氟乙烯(PVDF)中 空纤维膜具有更小的通量衰减率,且简单物理清洗后的通量回复率更高,表明CA 膜耐污染性能优于PVDF膜；膜的出水总有机碳(TOC)浓度低于20mmg·L-1,去除率接近90%。以CA和聚丙烯腈(PAN)混合纤维编织管为增强体,制得编织管增强 型CA中空纤维膜。混合纤维编织管的使用实现了同质纤维增强与异质纤维增强的结合,膜中同时存在同质增强界面和异质增强界面,不但可有效调控膜的界面 结合状态,而且可抑制CA纤维过度溶胀对膜通透性的不利影响。兼顾界面结合状态和通透性能,增强体中最佳CA/PAN纤维比为2/1。 膜的拉伸断裂强度主要取决于增强体,随编织管中PAN纤维比例增加,膜的 拉伸断裂强度由16.0MPa增大到62.9MPa。改变铸膜液所用溶剂种类研究发现, 以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂所得膜的纯水通量较大,而以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂所得膜的纯水通量较小；以DMAc、DMF、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为 溶剂,膜的蛋白质溶液通量较大且接近；所得膜的纯水通量回复率较高,均达90%左右,表现出较好的耐污染性能。根据拔出强度测试结果,以DMAc、DMF、DMSO 和NMP为溶剂铸膜液所得膜的界面结合强度依次降低。随铸膜液中CA浓度增加,膜的纯水通量减小,蛋白质溶液通量衰减率降低,同时表面分离层与增强体之间 界面结合强度增大。 随凝固浴温度增加,膜的纯水通量增大,而蛋白质溶液通量衰减增大,表面分离层与增强体之间界面结合状态变差。通过在表面分离层中混杂纳米材料,制得
过滤用纳米纤维膜的研究进展
过滤用纳米纤维膜的研究进展 郑伟剑(11材料科学与工程1,2011327120123) 摘要：近年来聚合物纳米纤维膜因具有比表面积大、密度低、孔隙率高、孔间结合性良好、易与纳米尺寸的活性物质结合等系列优异性能而受到越来越多的关注。本文回顾了纤维过滤材料的发展历史，介绍静电纺纳米纤维过滤材料的研究发展，分别简述静电纺纳米纤维过滤膜在气体和液体过滤方面的应用。 关键词：纳米纤维膜，静电纺丝，过滤材料 1 前言 在人类生活生产过程中，如制造，生物，医药，电子等行业，必定产生气载污染物、有害生物制剂、过敏原、气溶胶颗粒等。环境保护一直是现代人的热门议题，近年来，由于纳米科学技术的巨大进展，特别是纳米技术与环境保护、环境治理的进一步有机结合，使得作为其基础和先导的纳米材料极大的提升了人类保护环境的能力，为解决环保领域的难题如有害物质监控、污水处理、水体浮油处理等提供了可能。其中静电纺纳米纤维材料不仅具有可控的多级粗糙结构、堆积密度、纤维直径、比表面积、连通性等结构特性，还具有独特的表/界面效应和介质输运性质，在超精细过滤、有害物质检测、污染物吸附等环境领域有着广阔的应用前景。 2 纤维过滤材料的发展历史 早在第一次世界大战期间，就出现了以石棉纤维为滤料的防毒气面具。1940年，美国制备出玻璃纤维过滤材料，并发明了专利。20世纪50～70年代，纤维过滤材料得到了飞速发展，出现了以玻璃纤维为滤材的高效空气过滤器（HEPA），并应用于房间的空气净化。为了进一步提高过滤性能，又采用超细玻璃纤维制备出的高效过滤器，对大于等于0.3μｍ的微粒的过滤效率达到99.9998％。随后日本又开发出一种超高效过滤器（ULPA），对0.1μｍ的微粒，其过滤效率可以高达99.9995％以上。随着电子、航天、精密仪器等对室内空气洁净度要求极高的新型行业的出现和发展，微米级纤维过滤材料已经达不到过滤精度的要求，在过滤材
纳米纤维素的表征-制备及应用研究
纳米纤维素的表征\制备及应用研究 1、前言 纤维素主要由植物的光合作用合成,是自然界取之不尽,用之不竭的可再生天然高分子,除了传统的工业应用外,任何交叉结合纳米科学、化学、物理学、材料学、生物学及仿生学等学科进一步有效地利用纤维素资源,开拓纤维素在纳米精细化工、纳米医药、纳米食晶、纳米复合材料和新能源中的应用,成为国内外科学家竞相开展的研究课题。 在纳米尺寸范围操纵纤维素分子及其超分子聚集体,设计并组装出稳定的多重花样,由此创制出具有优异功能的新纳米精细化工品、新纳米材料,成为纤维素科学的前沿领域[1]。 1.1 纳米纤维素的特性 纳米纤维素是令人惊叹的生物高聚物,具有其它增强相无可比拟的特点:其一,源于光合作用,可安全返回到自然界的碳循环中去;其二,既是天然高分子,又具有非常高的强度,杨式模量和张应力比纤维素有指数级的增加,与无机纤维相近。纳米管是迄今能生产的强度最高的纤维,纳米纤维素的强度约为碳纳米管强度的25％,有取代陶瓷和金属的潜质;其三,比表面积巨大,导致其表面能和活性的增大,产生了小尺寸、表面或界面、量子尺寸、宏观量子隧道等效应[2]。 1.2 纳米纤维素分类 纳米纤维素超分子以其形貌可以分为以下3类:纳米纤维素晶体(晶须)、纳米纤维素复合物和纳米纤维素纤维。 1.2.1 纳米纤维素晶体 利用强酸水解生物质纤维素,水解掉生物质纤维素分子链中的无定形区,保留结晶区的完整结构,可以制得纳米微晶纤维素。这种晶体长度为10nm～1μm,而横截面尺寸只有5～20nm,长径比约为1～100,并具有较高的强度。若再进一步对纳米微晶纤维素进行强酸水解处理或高强度超声处理,将会得到形态尺寸更加精细的纤维素纳米晶须[3],纳米晶须具有比纳米微晶纤维素更高的比表面积和结晶度,使其在对聚合物增强方面可发挥出更大的作用。 1.2.2 纳米纤维素复合物 纳米尺寸的纤维素用于复合物性能增强,归因于纳米纤维索高的杨氏模量和微纤丝的均匀分布。纳米纤维素复合物的强度高,热膨胀系数低,透光率高,环境友好,完全降解,源于可持续性资源,废弃后不伤害环境,同时能够容易处置或堆肥[4]。
静电纺纳米纤维膜用于重金属离子吸附的研究进展
静电纺纳米纤维膜用于重金属离子吸附的研究进展 摘要静电纺丝制备的纳米纤维膜具有较高的比表面积和孔隙率，在重金属离子吸附领域有着广泛的应用前景。 本文在简要阐述纳米纤维膜吸附重金属离子机理的基础上，主要从有机纳米纤维膜、有机-无机复合纳米纤维膜、及无机纳米纤维膜等3个方面，介绍了近年来静电纺纳米纤维膜对重金属离子的吸附性能及其相关的研究进展，并针对目前纳米纤维膜吸附重金属离子应用研究中存在的一些问题给出了建议，为纳米纤维膜吸附重金属离子的后续研究提供参考。 关键词静电纺；纳米纤维；吸附；重金属离子 0 引言 随着工业化进程的不断加快，由金属冶炼及化工生产废水排放等人为因素造成的重金属离子污染水源问题日益严峻，严重威胁到人类的健康[1,2]。为此，相关科研人员对重金属离子的污染问题进行了深入的研究，采取了多种措施对受污染的水体进行处理和修复。目前，已报道的去除水体中重金属离子的方法有：反渗透[3]、离子交换[4]、电化学沉降[5]、氧化还原[6]、生物处理及吸附技术[7]。其中，吸附技术因易操作、高效、可重复利用、成本低而备受关注[8,9]。而比表面积大的多孔材料对重金属离子具有良好的吸附效果[2]，通过静电纺丝制备的纳米纤维膜恰好具有高比表面积、高孔隙率以及内部连通的开孔结构等突出优势，从而使其在重金属离子的吸附分离方面表现出较好的吸附性能和循环利用性。 1纳米纤维膜吸附重金属离子机理 同大多数吸附材料的原理相同，纳米纤维膜对重金属离子的吸附也是一种传质过程，重金属离子通过物理作用或化学反应从液相转移到纤维膜上[10]。如图1所示[11]，纳米纤维膜对水溶液中重金属离子的吸附主要为物理吸附和化学吸附：其中物理吸附主要是通过静电相互作用（带正电荷的重金属离子与带负电基团之间的静电相互作用，约2～4个负性基团结合一个重金属离子），将重金属离子吸附到纤维表面。而化学吸附则是纤维表面的功能基团对重金属离子的螯合吸附作用（由纤维膜上的功能基团提供孤对电子与重金属离子形成配位共价键）。由于纳米纤维膜具有较高的比表面积，从而使纤维表面暴露出更多的功能基团，明显增加了纤维表面对重金属离子的吸附位数量，显著提高了纤维材料对重金属离子的吸附分离性能。 图 1 纳米纤维吸附重金属离子原理示意图 Fig.1 The mechanism of nanofiber mats for heavy metal ion adsorption 2纳米纤维膜吸附重金属研究进展 由于静电纺纳米纤维膜在重金属离子吸附方面展现出的优异性能，近年来，相关的科研人员进行了大量制备和改性的研究工作，本文分别从有机纳米纤维、有机-无机复合纳米纤维、无机纳米纤维等方面进行简要阐述。 2.1 有机纳米纤维 2.1.1 天然高分子纳米纤维
国家自然科学基金标书写作全攻略 成功范例 份
国家自然科学基金标书写作全攻略+成功范例1份 指导思想篇 1、追求卓越，在知识上要绝对专业，坚决反对侥幸心理。 2、相信NSFC申请是公平的，大家靠实力竞争，必须花大力气写标书；如果你认为NSFC 只有关系，你就不用继续往下看了。 3、NSFC是一个系统工程，需要花很多时间和精力，而不仅仅是几页标书，是智慧沉淀的 结晶。 4、不要把NSFC看的高不可及，你要相信自己的创意，哪怕你只是一名一年级硕士 5、机会主义是有的，但我们没有什麽其它的资本，只能消灭标书里一切可能的失败因素， 加上完美的选题和课题设计，彻底征服评委，不给评委任何黑掉你的机会。 6、基金申请不同于实际研究课题设计，必须把个人兴趣与NSFC兴趣结合一致，投其所好。 选题立项篇 1、基金成败关键还是选题要好，提前半年，刚入行的提前一年进行课题搜索 2、老板指定的题未必是好题，最好自己选题，如何立项应该是研究生学习最重要的一课， 毕业后你会发现，没有人会指点你什麽课题有价值了，在中国学术的沙漠里，只剩下你自己了。 3、好课题是对学科深刻理解的条件下产生的，大量翻阅文献吧，汲取知识的同时千万别忘 了思考，你发现别人存在漏洞的时候，好课题就离你不远了。 4、选题最好以问题为导向，不要以技术为导向，找到问题了，课题就找到了。而拿着新技 术去找能解决的问题，效果多数不好，但还是大有人在，比如RNAi。 5、解放思想，发散思维，多方法多学科交叉，一般都会比较受人青睐，容易申请到基金， 但不能为了交叉而强行交叉。 6、创新性新技术、新理论的课题要有一定的理论与技术基础，最好有工作基础，没有你也要东拼西凑，这是在中国，NSFC似乎讨厌空中楼阁 7、临床课题研究最好别选临床应用方向，而选应用基础研究。 8、选择自己熟悉，有工作基础的领域，别跨越太远。你是在谝钱，记住了，你不装的象个 行家，NSFC是不会给钱的。 9、重要科学问题的切入点准确，切忌过宽、过大，只要体现一定的新意和研究价值就行了， 能得诺贝尔奖的课题NSFC是不给钱的。 10、没有人做过的课题不能做为立项的依据，但NSFC资助的项目必须是国际上没人做过的，而不是国内空白。当然，如果国际上有同类结果，你不说，地球上的中国人也许也不知 道，但一旦被识破，你死定了。 11、如果是捕捉科研前沿性的课题，最好设计周密，尤其是目的和结果的一致性、可获得 性和可预期性，通过课题实施所获得的结果必须能充分支持与研究目标相一致的结论。 12、热点课题不一定是好课题，热点上的人也很热。但在还没热起来的热点，一定是一个 好课题，标书评审滞后半年呢，比如最开始的一批SARS课题。有时也不防设计一些非热点 但是对与科研有价值的课题，发挥出奇不意的效果。 13、临床课题可以是当前没有好办法治疗的疾病，急需解决的临床问题，而在国际上检索 的文献只有几篇的那种。 14、本人不主张以最新的重量级文献做指导，你会发现，很多人跟你的想法惊人的一致。 有人特别反对跟风。
Acetate 醋酸纤维素
醋酸纤维素片 1、项目目的和意义 醋酸纤维素是纤维素中的羟基被酯化而生成的。按乙酰基含量不同，分为三个品种：其中乙酰基含量在31%-35%时，称为一醋酸纤维素；乙酰基含量在38%-41.5%时，称为二醋酸纤维素；乙酰基含量大于43%时，称为三醋酸纤维素。本项目主要指二醋酸纤维素，俗称醋片（以下统称醋片）。 香烟小咀丝束是醋片的主要消费领域。由醋片制的丝束，用于香烟滤咀材料，具有弹性好、无毒、无味、热稳定性好、吸咀小，截滤效果显著，能减少烟气中的毒物，同时又保留了一定的烟碱不失香烟口味。它比聚丙烯丝等材料具有无法相比的优越性。世界上香烟过滤咀的消耗量长期以来一直保持着稳定增长势头。醋片做为生产香烟必不可少的关键材料，发展快，用量大。此外，醋片还可以用于制造热塑性塑料、电话机壳、眼镜架、玩具、醋酸人造丝、生物降解薄膜、半透膜材料（用于海水淡化、水处理、混合气体分离、病毒细菌分离等）。国外醋片总量60%以上消费于香烟丝束；国内则绝大部分用于香烟丝束，仅少量用于纺织、塑料制品等。又由于国内醋片产量满足不了市场需求，所以拟建5万吨/年醋片装置，在国内市场上还有一定份额。 2、市场分析 2?1国外市场分析 国外主要醋片生产公司有：Eastman corp(美国)、Hoechst celanese(美国)、Primester corp(美国)、大赛璐公司(日本)、帝人公司(日本)。世界上醋片的发展比较平稳，目前装置能力80万吨/年以上，且都满负荷生产。 醋酸纤维丝束是香烟滤嘴的理想原料，过去20年中，醋酸纤维丝束增长稳定，年均增长6%以上，预计还会继续保持这种趋势。丝束的原料是醋片，丝束的增长趋势决定了醋片的发展。1996年醋酸纤维丝束消费58万吨以上，相应耗醋片55万多吨。预计2005年醋酸纤维丝束年均增长率5%计，需求为102万吨，相应醋片约97万吨（1吨丝束消耗醋片0.95吨计）。2?2国内市场分析 我国烟草十年来稳定增长，尤其近三年快速增长。2002年创造了利润总额406亿元的历史最高记录，利润增长率高达17.1%。2002年产量达到17225亿元；销量达17493亿支，创历史新高。我国香烟接咀率达96%，耗醋酸纤维丝束18万吨左右，相应醋片16.8万吨左右。我国烟草工业已走出1999年的低谷，预计今后还会稳定增长，醋片的需求也会同步增长。 目前国内烟用醋酸纤维丝束生产企业主要有四家，如表所示： 公司名称能力 (万吨/年) 南通醋纤公司2.5 珠海醋纤公司1.5 昆明醋纤公司1.5 惠大公司1
2020国家自然科学基金标书模板
报告正文 参照以下提纲撰写，要求内容翔实、清晰，层次分明，标题突出。请勿删除或改动下述提纲标题及括号中的文字。 （一）立项依据与研究内容（建议8000字以内）： 1．项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。附主要参考文献目录）； 2．项目的研究内容、研究目标，以及拟解决的关键科学问题（此部分为重点阐述内容）； 3．拟采取的研究方案及可行性分析（包括研究方法、技术路线、实验手段、关键技术等说明）； 4．本项目的特色与创新之处； 5．年度研究计划及预期研究结果（包括拟组织的重要学术交流活动、国际合作与交流计划等）。 （二）研究基础与工作条件 1．研究基础（与本项目相关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩）； 2．工作条件（包括已具备的实验条件，尚缺少的实验条件和拟解决的途径，包括利用国家实验室、国家重点实验室和部门重点实验室等研究基地的计划与落实情况）； 3．正在承担的与本项目相关的科研项目情况（申请人正在承担的与本项目相关的科研项目情况，包括国家自然科学基金的项目和国
家其他科技计划项目，要注明项目的名称和编号、经费来源、起止年月、与本项目的关系及负责的内容等）； 4．完成国家自然科学基金项目情况（对申请人负责的前一个已结题科学基金项目（项目名称及批准号）完成情况、后续研究进展及与本申请项目的关系加以详细说明。另附该已结题项目研究工作总结摘要（限500字）和相关成果的详细目录）。 （三）其他需要说明的问题 1. 申请人同年申请不同类型的国家自然科学基金项目情况（列明同年申请的其他项目的项目类型、项目名称信息，并说明与本项目之间的区别与联系）。 2. 具有高级专业技术职务（职称）的申请人是否存在同年申请或者参与申请国家自然科学基金项目的单位不一致的情况；如存在上述情况，列明所涉及人员的姓名，申请或参与申请的其他项目的项目类型、项目名称、单位名称、上述人员在该项目中是申请人还是参与者，并说明单位不一致原因。 3. 具有高级专业技术职务（职称）的申请人是否存在与正在承担的国家自然科学基金项目的单位不一致的情况；如存在上述情况，列明所涉及人员的姓名，正在承担项目的批准号、项目类型、项目名称、单位名称、起止年月，并说明单位不一致原因。 4. 其他。
纳米纤维概述
纳米纤维概述 1.纳米纤维的概念 纳米纤维是指直径处在纳米尺度范围(1～100nm)内的纤维，根据其组成成分可分为聚合物纳米纤维、无机纳米纤维及有机/无机复合纳米纤维。纳米纤维具有孔隙率高、比表面积大、长径比大、表面能和活性高、纤维精细程度和均一性高等特点，同时纳米纤维还具有纳米材料的一些特殊性质，如由量子尺寸效应和宏观量子隧道效应带来的特殊的电学、磁学、光学性质[1]。纳米纤维主要应用在分离和过滤、生物及医学治疗、电池材料、聚合物增强、电子和光学设备和酶及催化作用等方面。 2.纳米纤维的制备方法 随着纳米纤维材料在各领域应用技术的不断发展,纳米纤维的制备技术也得到了进一步开发与创新。到目前为止，纳米纤维的制备方法主要包括化学法、相分离法、自组装法和纺丝加工法等。而纺丝加工法被认为是规模化制备高聚物纳米纤维最有前景的方法,主要包括静电纺丝法、双组份复合纺丝法、熔喷法和激光拉伸法等。 2.1静电纺丝法 静电纺丝法是近年来应用最多、发展最快的纳米纤维制备方法[2-4]，其原理是聚合物溶液或熔体被加上几千至几万伏的高压静电，从而在毛细管和接地的接收装置间产生一个强大的电场力，随着电场力的增大，毛细管末端呈半球状的液滴在电场力的作用下将被拉伸成圆锥状，即泰勒锥。当外加静电压增大且超过某一临界值时，聚合物溶液所受电场力将克服其本身的表面张力和黏滞力而形成喷射细流，在喷射出后高聚物流体因溶剂挥发或熔体冷却固化而形成亚微米或纳米级的高聚物纤维，最后由接地的接收装置收集。利用静电纺丝法可制备得到多种聚合物纳米纤维,而采用不同的装置可收集获得无序排列的纳米纤维毡或定向排列的纳米纤维束,也可制备空心结构、实心结构、芯--核结构的纳米纤维,满足其在不同领域的应用需要。 2.2双组份复合纺丝法 双组份复合纺丝法制备超细纤维主要以海岛型和裂片型复合纤维为主[5-7]，其原理是将两种聚合物经特殊设计的分配板和喷丝板纺丝，制备海岛型或裂片型的复合纤维。将海岛型复合纤维中的“海”组份利用溶剂溶解去除或者将裂片型复合纤维进一步裂解后，即得到超细纤维。双组份复合纺丝法的关键技术是喷丝板的设计，选择不同规格的喷丝板，能够制备得到不同形态和尺寸的超细纤维[8]。Fedorova等[9]以PA6为“岛”，PLA为“海”，利用复合纺丝法制备得到PA6/PLA 复合纤维，然后选择溶剂将作为“海”组分的PLA基体相去除，最终获得尺寸为微纳米级的PA6纤维。研究发现，当“岛”的数量增加至360个时，制备所得纳米纤维的直径为360nm。 海岛型纺丝法要求设备精度比较高，要求海与岛组分要在同一个轴向上，而且海的组分的聚合物溶出也影响纤维成型的品质。但海岛纺丝机成本较高、较复杂，匹配的海、岛纤维也不易找寻，目前为止还无法大批量生产。
2015年自然科学基金标书模板-青年
国家自然科学基金 申 请 书 ( 2 0 1 6 版) 资助类别：________________________________________________ 亚类说明：________________________________________________ 附注说明：________________________________________________ 项目名称：________________________________________________ 申 请 人：____________________电话：______________________ 依托单位：________________________________________________ 通讯地址：________________________________________________ 邮政编码：____________________单位电话：__________________ 电子邮箱：________________________________________________ 申报日期：________________________________________________ 国家自然科学基金委员会 申请代码 受理部门 收件日期 受理编号
基本信息 申请人信息 姓名性别出生年月民族学位职称无每年工作时间（月）电话电子邮箱 传真国别或地区 个人通讯地址 工作单位 主要研究领域 依托单位信息名称 联系人电子邮箱电话网站地址 合 作 研 究 单 位 信 息 单位名称项 目基本信息 项目名称 资助类别亚类说明附注说明 申请代码 基地类别 研究期限 申请经费 关键词
生活养生-二醋酸纤维素有什么用途
文章导读 对绝大部分人来说，二醋酸纤维素是一种非常陌生的东西，其实醋酸纤维素是一种热塑性的树脂，这种物质具有很多特点，比如透水量非常大，加工的过程非常简单，而且具有非常高的选择性，从外观上看，醋酸纤维素是一种白色的或者透明的粉末，那么二醋酸纤维有哪些用途呢？ 二醋酸纤维素的用途： 用于制药品的肠溶衣、醋酸纤维过滤膜等，用于制醋酸纤维塑料、醋酸纤维素过滤膜等。 醋酸纤维素，根据产品的不同可以分为二醋纺丝级醋酸纤维素、二醋塑料级醋酸纤维素、三醋酸纤维素。 1、二醋纺丝级醋酸纤维素：纺丝级产品是国际公认并且至今未找到可替代材料的无毒、无害的产品，它最重要、最主要的用途是用作过滤器材，特别是香烟过滤嘴用量非常之大，另外就是用作医用过滤器材，如血液过滤器材等；同时它也可用于纺丝，带有丝绸的光泽，用作高级西服服装的称里。 2、二醋塑料级醋酸纤维素：主要用于制作板材、片材，主要的产品有眼镜镜框、高级工具手柄等。 3、三醋酸纤维素：主要用作电子薄膜，如液晶显示器的偏光片，电影胶片、相机胶卷。 易混物质 醋酸纤维素（Acetatefiber，简记：AF）和三醋酸纤维素（triacetatefiber，简记：TAF）二者常常被误认为是同一种纤维，其实尽管二者相似，但它们的化学组成不同。TAF是作为通用的分子结构描述，也是最基本的醋酸酯，其中不含有羟基。AF被认为是改性的或次级的醋酸酯，分子链中含有羟基。尽管TAF当下很少有生产，比AF有更高的酯化度。 制备 1.将精制短棉绒干燥后，经醋酸活化，再在醋酸催化剂存在下，与醋酸和醋酐混合液进行酯化反应，使之乙酸化，然后加稀醋酸水解。中和催化剂，使产物深沉析出，经脱酸洗淀、精煮、干燥可得。 2.将精制短棉绒干燥后，经醋酸活化，再在硫酸催化剂存在下，与7倍于精制短棉绒的醋酸和醋酐混合液进行酯化反应，使之乙酸化，然后加稀醋酸水解到所需要的水解度（1.72～1.95）。中和催化剂，使产物沉淀析出，经脱酸洗涤、精煮、干燥后即得一醋酸纤维素。在乙酰化反应时，改变加入的醋酸和醋酐混合液的量，可制得二醋酸纤维素和三醋酸纤维素。醋酸和醋酐混合液的量为精制短棉绒的8.5倍，反应毕加稀醋酸水解达到取代度为2.28～2.49，得到二醋酸纤维素。醋酸和醋酐混合液的量为精制短棉绒的10倍，反应毕加稀醋酸水解达到取代度为2.8～2.9，得到三醋酸纤维素。
纳米纤维素晶体
南京林业大学 课程设计报告 题目：纤维素纳米晶的制备与性能 学院：理学院 专业：材料化学 学号：101103227 学生姓名：朱一帆 指导教师：郭斌 职称：副教授 二0一三年十二月三十日
摘要 纤维素是自然界中最丰富的天然高分子聚合物之一，不仅是植物纤维原料主要的化学成分，也是纸浆和纸张最主要、最基本的化学成分。由于其天然性和生物可降解性，在现在能源缺乏的时代，纤维素有很大的发展空间。纳米纤维素是直径小于100nm 的超微细纤维，也是纤维素的最小物理结构单元元；与非纳米纤维素相比，纳米纤维素具有许多优良特性，如高结晶度、高纯度、高杨氏模量、高强度、高亲水性、超精细结构和高透明性等，加之具有天然纤维素轻质、可降解、生物相容及可再生等特性，其在造纸、建筑、汽车、食品、化妆品、电子产品、医学等领域有巨大的潜在应用前景。 本文介绍了纳米纤维素晶体(NCC)及其一些制备方法、性质、研究现状和应用，展望了NCC作为一种纳米材料的美好前景，是21世纪可持续发展研究的重要课题。 关键词：纳米纤维素晶体；制备方法；性质；应用
Abstract Cellulose is one of the nature's most abundant natural polymers，not only the main chemical components of the plant fiber materials , pulp and paper but also the most important and basic chemical composition of the pulp and paper. Due to its natural and biodegradable cellulose has much room for development in the era of the lack of energy. Nano-cellulose is ultra-fine fibers of less than 100 nm in diameter, the smallest physical structure of the cellulose unit Dollar；compared with non-nano-cellulose, nano-cellulose has many excellent characteristics such as high crystallinity, high purity, high Young's modulus, high strength, high hydrophilicity, the hyperfine structure, and high transparency, https://www.360docs.net/doc/932789730.html,bined with the characteristics of natural cellulose lightweight, biodegradable, biocompatible and renewable, so it has huge potential applications in the field of paper, construction, automotive, food, cosmetics, electronic products and medical. This article describes what's the NCC and some preparation methods, nature, current research and applications. And looking up theNCC as a prospect of a better future nanomaterials. This research is an important issue for sustainable development in the 21st century. Key words: Nanocrystallinecellulose; preparation methods; properties;applications
醋酸纤维素高压静电纺丝
实验三醋酸纤维素高压静电纺丝 1. 实验目的 （1）通过本实验了解静电纺丝的工作原理，及其哪些聚合物可以通过静电纺丝技术制备。（2）了解静电纺丝技术制备纳米纤维中的影响因素，如温度、浓度、表面张力、电压、供料速度和收集板间距等条件的影响。 2．实验原理 (1) 工作原理 静电纺丝纳米纤维的首个专利在1934年被报道后，直到二十世纪中期该纳米技术的潜在应用前景才受到各领域的广泛关注。与无机纳米棒、碳纳米管和纳米金属线不同，静电纺丝技术对于有效地控制纤维的排布和二维、三维纳米纤维的制备有独特的潜在价值。与自下而上的生产方法相比，自上而下的生产纳米材料的最大优点是低成本。通常，这种工艺生产的纳米纤维还具有取向分布均匀和无需昂贵净化费用的特点。 静电纺丝的基本装置由三部分组成：高压电源、注射器（带有小直径针头）和收集装置，如图1所示。高压电源主要是使纺丝液形成带电喷射流，注射器是为纺丝提供供料，而大多数的收集装置是带有铝箔纸滚筒收集装置。高压电源的一极接在注射器的针头上，另一极接在收集装置上。纺丝液在泵的推力作用下被挤出。带电喷射流无规则收集到铝箔纸上，形成无纺布。 静电纺丝的基本原理是：聚合物纺丝液在电场力的作用下，由于聚合物表面张力作用，在注射器的针头上会产生一个圆锥形的纺丝液滴（称之为Taylor锥），当电场力大于喷丝口处纺丝液滴（Taylor锥）的表面张力时，带电的纺丝液就会从Taylor锥中被拉伸出来。在丝的形成过程中，带电的喷射流由于不稳定被拉伸，变的越来越细，于此同时大部分的溶剂挥发。纳米纤维被无规地收集在收集板上形成纤维膜结构。
图 1 静电纺丝装置示意图 (2) 静电纺丝基本参数及其对纤维形貌的影响 目前，静电纺丝主要包括熔融静电纺丝和溶液静电纺丝两种。与溶液静电纺丝不同的是熔融静电纺丝是使聚合物在高温条件下熔融，然后在电场力作用下被拉伸成丝，纺丝大部分是在真空条件下进行的。熔融静电纺丝所得纤维直径比较粗，甚至有达到几个微米，且目前只有极少聚合物被纺丝成功。然而目前已通过溶液静电纺丝制备直径从小于3 nm到1 μm 的上百种聚合物纤维。本论文讨论的都是溶液静电纺丝。 溶液性质对静电纺丝纤维形貌和直径的影响因素主要包括以下三个方面： ①聚合物分子量 聚合物分子量对聚合物溶液的流变性和电性能，如粘度、表面张力、电导率和介电常数等有重要影响。这些特性都可以影响纤维的形貌和结构。McKee等人报道，只有当聚合物的分子量大于缠结分子量时，聚合物才可以通过静电纺丝制得纳米纤维。Gupta等人合成了一系列分子量的甲基丙烯酸甲酯（PMMA），他们发现随着PMMA分子量的增大，纺丝纤维的珠子（bead）明显减少。如果PMMA浓度低，但是分子量分布窄，同样可以得到均一纳米纤维。 ②高分子溶液的浓度和粘度 静电纺丝过程中，溶液的浓度和粘度是影响纤维形貌和直径最关键因素之一。例如，Reneker把聚环氧乙烷（PEO）溶解在水和乙醇的混合溶液中进行纺丝，发现纺丝液的粘度在1-20 泊时，比较适合于纺丝。当纺丝液的粘度大于20 泊时，由于纺丝液内聚能比较大，纺丝喷射流不稳定，而不能进行静电纺丝。相反的粘度比较低（小于1泊）时，只能形成液滴而不能形成喷射流即不能成丝。 ③表面张力
三醋酸纤维素TAC
三醋酸纤维素 TAC(三醋酸纤维素,Triacetyl Cellulose)，液晶显示器生产过程中的重要材料。主要用于保护LCD偏光板。 酯化纤维素薄膜应用历史超过一世纪，原料来自木材纤维素，为造纸工业之延伸，目前LCD偏光板用之保护膜主要成份为TAC(三醋酸纤维素,Triacetyl Cellulose)，其组成非常复杂，其中包含可塑剂、助溶剂、润湿剂、滑剂以及抗紫外线剂等等，TAC 以溶剂铸膜加工成膜，至今仍是穿透度最高之高分子材料之一。 虽然在偏光板发展历史中，只要有透明塑料出现即尝试是否可以取代TAC，但是均无法超越TAC 93%以上之光穿透度，且TAC本身即是一片负型之C-plate，不同之配方与酯化程度影响相位差值，目前相位差值约为30~200nm之间，对于液晶显示器具有特定之补偿能力，所以虽然TAC有吸水率高、尺寸安定性与表面特性易受环境影响缺点，但均无法被其它材料所取代。 FujiFilm、Konica-Minolta等TAC制造商为巩固市场，均致力于：开发性质更稳定、加工性更好之配方；开发厚度更薄之薄膜，目前主流厚度为80μm，有部分产品使用40μm厚度；开发宽度更宽(1330mm→1470mm)、长度更长(3900m/roll)之薄膜成形技术，降低后续加工成本；引入相位差之功能，使其不单是保护膜也是补偿膜，如日本Konica所开发之N-TACTM，为一光轴属于Biaxial-plate特性之保护膜，应用于液垂直配向(MVA)液晶显示器补偿色偏及视角。 近来快速发展之光学材料COP，最有机会取代TAC保护膜之角色，因其光学特性不输TAC，而机械性、耐温性及耐候性远超过TAC，目前问题在于价格约为TAC 三倍而未能普及，不过值得期待。 偏光片是以聚乙烯醇（PVA）拉伸膜和醋酸纤维素膜（TAC）经多次复合、拉伸、涂布等工艺制成的一种复合材料，可实现液晶显示高亮度、高对比度特性。 本文以TN型LCD用偏光片为例 偏光片的结构 偏光片是一种由多层高分子材料复合而成的具有产生偏振光功能的光学薄膜，按其在液晶屏的使用位置不同，大体上可分为面片（又称透过片）和底片两种（又称反射片），下图是典型TN型偏光片的面片和底片剖面结构示意图： 各层的材质和主要功能 偏光层：是由PVA（聚乙烯醇）薄膜经染色拉伸后制成，该层是偏光片的主要部分，也称偏光原膜。偏光层决定了偏光片的偏光性能、透过率，同时也是影响偏光片色调和光学耐久性的主要部分。偏光层的基本加工工艺按染色方法可分为染料系和碘系两大系列，按拉伸工艺可分为干法拉伸和湿法拉伸两大系列，改变其材料和加
基于聚丙烯腈(PAN)静电纺纳米纤维的醋酸纤维素(CA)复合(精)
基于聚丙烯腈（PAN）静电纺纳米纤维的醋酸纤维素（CA）复合超滤/纳滤膜的结构与性能 静电纺丝纳米纤维膜与传统的多孔聚合物膜相比,具有孔隙率高、孔径分布均匀和孔连通性好等优点,非常适合做复合膜基膜。本文制备了基于聚丙烯腈(PAN)静电纺纳米纤维的醋酸纤维素(CA)复合超滤/纳滤膜,并对CA/PAN复合超滤/纳滤膜的制备方法及性能进行了深入的研究。以浓度为6%、8%、10%的PAN溶液为纺丝原液制备PAN静电纺丝纳米纤维膜,扫描电镜结果显示,PAN纳米纤维膜具有相互连通的多孔结构,孔隙率及纯水通量测量结果表明,三种PAN膜均具有较高孔隙率(>85%)和纯水通量(>920L/m~2h·psi),并且纯水通量随PAN 膜厚度的增大只有小幅度减小。以PAN静电纺丝纳米纤维膜作为支撑,在其上采用溶胶-凝胶相转化法制备一层超薄的、亲水的CA功能分离层,探讨了预蒸发时间、凝固浴(水)温度、热处理时间等制膜工艺及CA浓度对复合超滤/纳滤膜成膜性能及过滤性能的影响。将CA/PAN复合超滤膜(CA铸膜液浓度为5—15wt%)在油水乳液体系下进行超滤实验,发现随凝固浴温度上升,水通量下降,截留率上升;热处理时间越长,水通量越小,截留率越大;铸膜液中CA浓度越大,复合超滤膜越厚且致密,导致水通量减小而截留率上升。其中,CA浓度为10%的CA/PAN复合超滤膜能保证较高的截留率(>99%)的前提下,表现出较高的水通量 (142L/m~2h)。与CA平板超滤膜相比,CA/PAN复合超滤膜在保证相同或更高的 超滤截留率下,水通量比CA平板超滤膜高出5-10倍。将CA/PAN复合纳滤膜(CA 铸膜液浓度20—25wt%)在0.05wt%的硫酸镁溶液体系下进行纳滤实验,发现预蒸发时间对膜的水通量存在极大值,截留率随着预蒸发时间的延长始终呈上升趋势,并趋于平衡;随凝固浴温度上升,复合纳滤膜水通量下降,截留率上升;随着热处理时间的延长,复合纳滤膜的通量下降,截留率上升;铸膜液中CA浓度越大,水通量减小而截留率上升;所制备的CA/PAN复合纳滤膜表面光滑平整,分离层厚度为3-5um左右,并且能表现出相对较好的过滤性能。CA浓度为25%的CA/PAN复合 纳滤膜水通量为20.3L/m~2h,截留率为65.9%。 同主题文章 [1]. 杨清彪,王策,洪友良,李振宇,赵一阳,裘式伦,危岩. 聚丙烯腈纳米纤维的再细化' [J]. 高等学校化学学报. 2004.(03) [2]. 王永芝,杨清彪,李耀先. 纳米纤维的性质及应用进展' [J]. 化工新型材料. 2004.(12) [3]. 美国鼓励纳米纤维的研制开发' [J]. 纺织信息周刊. 2003.(15) [4]. 章金兵,许民,龙小艺. 纳米纤维的研究进展' [J]. 江西化工. 2004.(03)