Ag/AgCl复合纳米粒子/聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及可见光催化降解甲基橙

通过电纺丝法结合原位还原及原位氧化反应, 成功制备了均匀负载Ag/AgCl复合纳米粒子/聚丙烯腈(PAN)复合纳米纤维膜. 首先利用电纺丝技术制备了PAN/AgNO₃复合纳米纤维, 然后用乙二醇将硝酸银还原成银纳米粒子, 最后采用三氯化铁溶液对材料进行原位氧化. 所得纤维膜材料可以作为高效的可见光催化剂, 具有高可见光利用率, 优异的柔性和高光催化动力学等特性.     

聚丙烯腈纳米纤维的高效制备及结晶取向性能

分别采用传统静电纺丝装置和自行搭建的离心-静电纺丝装置制备出聚丙烯腈(PAN)纳米初生纤维,并在热空气浴中和一定外力作用下进行牵伸,牵伸后使其伸长至原长的1倍到3倍.通过广角X射线衍射(WAXD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对2种纺丝方法制备的PAN纳米初生纤维及经过热空气浴牵伸后的PAN纳米纤维的晶态结构、取向及形貌等进行了表征.研究表明:(1)离心-静电纺丝效率远高于静电纺丝,可达静电纺丝的120倍(离心-静电纺丝纺丝液流速为2 m L/min,静电纺丝纺丝液流速1 m L/h);(2)无论是离心纺丝还是静电纺丝制得的纳米初生纤维结晶度均很低(离心纺丝为25%,静电纺丝为10.1%),但离心纺丝制得的纳米初生纤维有一定的取向(60.5%),而静电纺丝基本没有;(3)经过热空气浴牵伸后,2种纺丝方式制得的纳米纤维结晶度均有所提高(分别为45.8%和36.2%),取向度也有所提高(分别为72.5%和59.8%),随着牵伸温度的提高和牵伸应力的增大,纤维的平均直径不断减小(离心纺丝由675 nm降至510 nm,静电纺丝由460 nm降至355 nm).纳米纤维在制备过程晶态结构及取向的效果有限,但通过热空气浴牵伸可以使晶态结构及取向得到进一步完善.     

多次交替浸渍法构筑簇状ZnO的PAN复合纳米纤维膜及其光催化性能

以聚丙烯腈(PAN)与氯化锌(ZnCl2)作为前驱物,采用静电纺丝工艺制备PAN/ZnCl_2复合纳米纤维膜,分别采用多次冷热交替浸渍法和单次冷热静置浸渍法得到簇状PAN/ZnO-1和PAN/ZnO-2复合纳米纤维膜。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线能量色散光谱(XPS)和热重分析仪(TG)对复合纳米纤维膜的表面形貌和微结构进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为污染物模型,评价其光催化降解性能。结果表明:经冷热交替浸渍后,纳米ZnO粒子均匀地附着在PAN纤维表面,尤其在PAN/ZnO-1复合纳米纤维膜表面还出现了花状ZnO粒子;相比单次冷热静置浸渍法处理的PAN/ZnO-2复合纳米纤维膜,经多次冷热交替浸渍的PAN/ZnO-1复合纳米纤维膜循环使用3次后对MB的降解率仍可达到90%以上,具有更好的光催化活性和循环使用性能。同时,MB溶液的初始质量浓度、催化剂用量和染料溶液的pH等因素对样品的的光催化降解率有一定影响。     

静电纺聚丙烯腈纳米纤维晶态结构及取向的形成

采用新型流动水浴收集方式制备出连续单向排列的静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米初生纤维,收集静电纺丝不同阶段的静电纺PAN纳米纤维,并在热水中进行后牵伸,使其伸长至原长的2倍、3倍.通过扫描电子显微镜(SEM)、广角X射线衍射(WAXD)等方法对静电纺丝过程不同阶段的PAN纳米纤维的形貌、直径、致密性、晶态结构及取向进行了表征.研究表明,(1)在静电纺丝过程中PAN纺丝液射流受到牵伸作用,静电纺PAN纳米纤维的晶态结构形成并逐渐完善.纳米纤维的直径随着静电纺丝过程逐渐减小(从664 nm减小至353 nm),结晶度从42.55％增加至47.76％,晶区取向由37.48％提高至43.93％.纳米纤维致密性也逐渐提高(密度由1.1917 g/cm3增加至1.1943 g/cm3).(2)静电纺丝过程进入PAN射流溶剂含量较低的阶段后,继续通过静电纺丝过程提高纳米初生纤维晶态结构及取向的效果很有限,而通过热水后牵伸过程可进一步使晶态结构及取向得到有效果的完善.研究同时发现,静电纺初生纤维的晶态结构及取向与其在热水牵伸过程中的进一步完善具有相关性.     

PAEA纳米纤维膜的制备及除铬性能研究

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,再以乙二胺为改性剂对PAN纳米纤维膜进行化学处理,制备出具有氨基的改性PAN纳米纤维膜(PAEA).通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、水接触角等对其物理化学性质进行表征并研究其对重金属离子Cr(VI)的吸附能力.结果表明:PAN在水浴温度95°C,水热时间2 h条件下改性后,纤维直径明显变粗且有一定的弯曲.由FTIR分析发现改性后的PAN在3050～3300 cm-1范围内出现了特征峰,并且水接触角减小为44.7°,说明成功地将PAN纳米纤维膜改性为含有亲水性―NH2基团的PAEA纳米纤维膜.除铬实验表明:在pH=2时,吸附约10 h后达到最佳除铬效果,吸附量可达175.94 mg/g.这种膜材料在使用后经稀NaOH溶液洗涤后,能够重复使用,循环4次后仍能保持70%左右的去除率,在处理重金属离子方面具有非常大的潜力.     

混合改性PAN纳米纤维铁配合物的吸附-催化双功能在有机染料去除中的应用

将静电纺丝法制备的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜用不同比例的盐酸羟胺和水合肼混合溶液改性,再与Fe3+离子进行配位反应,制备了5种不同表面结构的改性PAN纳米纤维铁配合物;考察了水合肼加入量对纤维铁配合物的制备及对偶氮染料活性红195去除能力的影响.结果表明,随着水合肼加入量的增大,改性PAN纳米纤维的直径减小且其铁配合物表面的铁离子配合量降低;3种混合改性PAN纳米纤维铁配合物均对活性红195具有优良的吸附和光催化降解功能,可通过2种功能之间的协同效应实现快速去除水溶液中染料分子的目的.     

β-环糊精功能化聚丙烯腈纳米纤维的制备及对亚甲基蓝的吸附性能

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/β-环糊精(β-CD)纳米纤维.通过场发射扫描电镜、红外光谱和粉末XRD对纳米纤维进行了表征,并检测了纺丝溶液的电导率和黏度.结果表明,β-CD的添加量可以改善纳米纤维的形貌,固定在纤维上的β-CD保留了空腔结构,为其在纳米纤维中发挥超分子...     

定形相变复合材料的研究进展——静电纺丝法

静电纺丝是制备定形相变复合材料的重要方法之一,本文综述了静电纺丝法制备定形相变复合材料的研究进展,主要包括溶液静电纺丝、溶液-溶液同轴静电纺丝、熔融-溶液同轴静电纺丝和静电纺纳米纤维膜物理吸附等,总结了静电纺丝常用的固-液相变材料(如脂肪族长链烷烃、大豆蜡、脂肪酸及其二元低共熔物、脂肪酸酯和聚乙二醇等)和支撑材料(如醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚酰胺6、聚丙烯腈及其碳纳米纤维等)。     

静电纺丝制备醋酸纤维素复合纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术就是通过带电聚合物溶液或熔体的喷射来制备纳米纤维,是一种制备纳米纤维材料简单有效的技术。醋酸纤维素(CA)易溶于有机溶剂,常作为纤维素的替代材料应用于静电纺丝领域。本文总结了近年来国内外采用静电纺丝技术制备CA复合纳米纤维的研究新进展,重点介绍了CA/CNTs复合纳米纤维、CA/金属粒子复合纳米纤维、CA/金属氧化物复合纳米纤维、CA基载药复合纳米纤维、CA/PAN复合纳米纤维、CA/PVA复合纳米纤维、CA/CS复合纳米纤维等CA复合纳米纤维的研究进展以及潜在的应用领域。     

聚丙烯腈纳米纤维载银复合膜绿色制备及其催化性能

采用静电纺丝技术和化学镀方法相结合的方法,用聚丙烯腈(PAN)纳米纤维作为载体,以绿色环保的胺化改性替代化学镀传统的敏化、活化前处理,再化学镀银制备胺化聚丙烯腈纳米纤维载银复合膜(Ag/APAN).SEM、XPS、XRD、FTIR等结果表明,银离子能够吸附在经胺化处理后的PAN纳米纤维表面,且能够在纤维表面生成少量单质银;单质银作为催化活性中心,有效地促进化学镀银的进行,在PAN纳米纤维表面生成均匀致密的银纳米粒子层,制备出了以PAN纳米纤维为核,银层为壳的核壳结构复合膜.银纳米粒子附着在纳米纤维表面,可以使银纳米粒子的催化性能得到充分发挥.通过对催化邻-硝基苯胺与硼氢化钠之间氧化还原反应的研究表明,所制备的Ag/APAN纳米纤维复合膜具有很好的催化效果,且不会造成反应体系的二次污染.     

烟气中有机酸的分析

 应用甲酯衍生化试剂对卷烟烟气粒相物中有机酸进行甲酯衍生化 ,经固相微萃取 (SPME)后通过气 质联用仪分离鉴定。分析了 4个品牌的卷烟烟气 ,共鉴定了 60多种挥发及半挥发性有机酸。对丁酸、己酸、糠酸、辛酸、壬酸、苯甲酸、苯乙酸、十四酸、十六酸进行了定量分析。该方法用于烟气中有机酸的定性、定量分析 ,灵敏度较高 ,快速简便。     

液液萃取-气相色谱-质谱联用法同时检测烟用水基胶中的23种酯类化合物

建立了一种同时检测烟用水基胶中23种酯类化合物的液液萃取-气相色谱-质谱联用方法。23种酯类化合物包括乙酸酯类、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、邻苯二甲酸酯类化合物。水基胶样品经水分散后,用含内标物丙酸苯乙酯的正己烷溶液振荡萃取,萃取液离心后过0.45 μm有机相滤膜,用DB-WAXETR气相色谱柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)分离,质谱选择离子模式监测,内标法定量。结果表明,23种酯类化合物在0.4~50.0 mg/L范围内线性关系良好,线性相关系数大于0.998,样品加标回收率为81.8%~109.1%,相对标准偏差(RSD, n=5)小于4%,检出限为0.02~0.76 mg/kg,定量限为0.04~2.52 mg/kg。该方法前处理简便、快速、分析时间短、灵敏度高、重复性好,可用于烟用水基胶中23种酯类化合物的同时检测。     

离子色谱法及聚类分析研究主流烟气中的有机酸

建立了超声辅助萃取-离子色谱法同时测定卷烟主流烟气中主要有机酸的方法.采用20 mL 30 mmol/L J NaOH溶液在50℃下对捕集了卷烟主流烟气的剑桥滤片超声萃取50 min,AS11-HC分离柱、Ion AG11-HC保护柱、ASRS-ULTRAⅡ抑制器,KOH溶液为淋洗液,用电导检测器同时测定了卷烟主流烟气中的乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、苹果酸和草酸的含量.方法的线性范围1.0～400 mg/L,相关系数为0.9990～0.9995,相对标准偏差1.4%～4.8%,检出限0.03～0.09 mg/L,回收率为92%～104%.采用此方法测定了19种不同规格卷烟样品主流烟气中6种有机酸的含量,并且以6种有机酸为指标对样品进行了聚类分析.结果表明,6种有机酸的含量分布特征可反映不同等级卷烟产品的特性,可用于不用等级卷烟产品的比较和分类.     

高效液相色谱-线性离子阱/静电场轨道阱高分辨质谱筛查和确证纺织品中的致癌染料

建立了高效液相色谱-线性离子阱/静电场轨道阱高分辨质谱(HPLC-LTQ/Orbitrap MS)筛查和确证生态纺织品中致癌染料的方法。样品在水浴(95 ℃)中用吡啶/水(1/1, v/v)振荡(150 r/min)提取,上清液过聚四氟乙烯(PTFE)滤膜后,CAPCELL PAK C₁₈色谱柱(100 mm×2.0 mm, 5 μm)分离,以乙腈和5 mmol/L乙酸铵水溶液(含0.01%甲酸)、乙腈和5 mmol/L乙酸铵水溶液分别作为正、负电喷雾离子化(ESI)模式的色谱流动相梯度洗脱。在m/z 200~800范围内进行一级质谱全扫描。以准分子离子峰的精确质量数和提取的色谱图峰面积进行筛查分析和定量,以保留时间和数据依赖扫描(data-dependent scan)模式获得的子离子质谱图进行定性确证。9种染料的质量准确度小于5×10^-6(5 ppm),线性良好,相关系数大于0.99,方法检出限为0.125~25 mg/kg。3个添加水平的回收率范围为62.13%~116.28%,相对标准偏差小于15%。应用该方法检测了棉、涤纶及混纺纤维等20余件纺织品样品中的致癌染料残留。该方法准确、可靠。     

Analysis of nitrogenous organic compounds from mainstream cigarette smoke using low‐temperature solvent extraction followed by comprehensive two‐dimensional gas chromatography with high‐resolution time‐of‐flight mass spectrometry

A method involving comprehensive two‐dimensional gas chromatography coupled to high‐resolution time‐of‐flight mass spectrometry was developed and applied to the analysis of nitrogenous organic compounds present in mainstream cigarette smoke trapped on self‐designed equipment. The samples were prepared using low‐temperature solvent extraction under liquid nitrogen and analyzed by comprehensive two‐dimensional gas chromatography with high‐resolution time‐of‐flight mass spectrometry. Important experimental parameters, such as the type and volume of the extraction solvent and flow rate of smoking, were optimized to improve the analysis parameter. The results indicated that 180 mL of diethyl ether in the low‐temperature solvent extraction apparatus system with a 4 mL/min smoke flow rate were the optimal conditions. Then, 85 nitrogenous organic compounds were identified and quantified using a mass spectral library search, accurate mass ion and N‐rules of a molecular formula for nitrogen compounds. Finally, a comparison of the low temperature solvent extraction method and Cambridge filter pad method indicated that more peaks, a higher peak volume and better repeatability were obtained using the low‐temperature solvent extraction method.     

Determination of four tobacco-specific nitrosamines in mainstream cigarette smoke by gas chromatography/ion trap mass spectrometry

A specific and sensitive method was developed and validated to quantitatively analyze four tobacco-specific nitrosamines (TSNAs) in the particulate phase of mainstream cigarette smoke. Cigarette smoke particulate matter was collected according to ISO 4387. The particulate matter was extracted with acetic ether, cleaned up with a Supelclean ENVI-Carb silod-phase extraction (SPE) cartridge, concentrated under the protection of nitrogen and analyzed by gas chromatography (GC)/ion trap mass spectrometry (MS) with a very-low-flow-loss column (VF-17 MS) in MS(n) mode using N-nitrosopentyl-3-picolylamine (NNPA) as an internal standard. TSNAs were identified by chromatographic retention time, matching the spectra of the standards and the samples and the consistency of the ratio of the abundance of the ions detected in the standards and the samples. Limits of detection of each TSNA varied from 0.01 to 0.06 ng/cig. A linear calibration range for this method is large enough to measure TSNA levels in cigarette smoke. The recovery of each TSNA was from 91.5 to 102.7%. The method achieved excellent reproducibility (RSD: 1.8-4.8% for intra-assay, 3.4-7.1% for inter-assay). It also shows no evidence of artifact formation. This method is very suitable for the routine detection of TSNAs in mainstream cigarette smoke.     

单光子电离飞行时间质谱仪对香烟新鲜主流烟气的在线检测

利用单光子电离飞行时间质谱仪对吸烟模拟装置中的新鲜主流烟气进行实时在线检测,共测得40多种挥发性有机化合物,获得不同物质在逐口吸烟过程中含量的变化情况以及不同通风率的香烟烟气中的化合物含量情况。与此同时,使用主成分分析法对不同通风率的香烟种类的新鲜烟气的谱图进行分析,结果表明,在PCA散点图中,PC1=94%,PC2=3%,PC2=1%,三者之和达到98%,不同通风率的香烟的差异显著。实现了对逐口吸烟产生的新鲜主流烟中的有机成分进行在线检测分析。     

高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱检测中国杨树型蜂胶、巴西绿蜂胶和杨树胶中的酚类化合物及真伪鉴别

建立了用于检测中国杨树型蜂胶、巴西绿蜂胶和杨树胶中23种酚类化合物的高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（HPLC/Q-TOF MS）法，并进行了差异性分析。蜂胶和树胶样品用甲醇-水（1：1，v/v）溶解后，过0.45 μm有机相滤膜后进样。采用Agilent Eclipse Plus C₁₈色谱柱分离，以乙腈和0.1%（体积分数）甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱，电喷雾正离子模式全扫描方式检测，扫描范围为m/z 100~1000，外标法定量。结果表明，23种酚类化合物在10~200 μg/L范围内线性关系良好，相关系数均大于0.99。桔皮素和刺芒柄花素的检出限和定量限分别为0.2和1 μg/L，其他化合物的检出限和定量限分别为2和10 μg/L。在10、25和50 mg/kg 3个添加水平下，23种酚类化合物在3种样品基质中的提取回收率为70.2%~122.6%，RSD值均小于10%。水杨苷、肉桂酸、咖啡酸和香豆酸可以作为中国杨树型蜂胶掺假鉴别的特征化合物，咖啡酸、阿魏酸、白杨素、咖啡酸苯乙酯、松属素、高良姜素、香豆酸、异鼠李素、山柰素和阿替匹林C可以作为辨别中国杨树型蜂胶和巴西绿蜂胶的特征化合物。该结果对蜂胶产品的质量控制具有一定的参考意义。     

N_2-DART-Orbitrap中的特征气相离子反应及在西药快速检测中的应用

采用实时直接分析(DART)离子源串联高分辨质谱Orbitrap技术(DART-Orbitrap MS),对8种市售常见西药进行有效成分分析,建立了一种快速、简便、准确测定西药中有效成分的方法.对DART离子源的离子化温度、扫描模式、操作气体种类、辅助溶剂种类及其酸碱性等实验条件进行了优化,得到最佳实验条件.实验结果表明,正谱条件下,采用N_2气作为操作气体时,待测组分准分子离子峰[M+H]+同样具有较高的灵敏度和谱图辨识度.因此,N2气可以替代昂贵的He气作为DART离子源的操作气体用于8种药物有效成分的现场实时检测.该方法具备成本低、快速和操作简便的特点.通过分析待测组分的特征碎片离子,发现了N2-DART离子源中的特征离子反应,包括氧化反应和重排反应.根据获得的特征碎片离子对N_2-DART-MS中发生的反应机理进行推导,并结合理论计算对其进行验证.N_2-DART-MS技术有望应用于复杂基质混合物的现场快速检测中.