PA6@LDH纳米纤维膜的制备及其除Cr(Ⅵ)性能的研究

采用静电纺丝法制备出PA6纳米纤维膜,运用水热晶化法制备水滑石(LDH)的同时加入PA6纳米纤维膜成功制备出PA6@LDH纳米纤维膜.通过红外光谱(FTIR)、能谱(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等测试方法对PA6纳米纤维膜、PA6@LDH纳米纤维膜进行了表征,并通过电感耦合等离子体测试(ICP-AES)对PA6@LDH纳米纤维膜的最佳除铬效果进行了探究,结果表明,当水热晶化温度在80℃时,纳米级的LDH生成并在PA6纳米纤维表面成功负载;再用所制备的PA6@LDH纳米纤维膜进行除铬实验,得到最佳除铬效果为当Mg/Al摩尔比为3∶1,吸附时间6天,铬溶液p H为2时达到最大除铬吸附量242mg/g,并且吸附过程满足准二级动力学方程,吸附形式为Langmuir单层吸附,符合Langmuir吸附模型;通过Na OH解吸附后,循环使用4次后效率依然保持在50%以上.     

γ-Fe2O3纳米纤维的丙酮敏感特性

采用静电纺丝法制备了PVP/FeC₆H₅O₇复合纳米纤维, 并将复合纤维在500 ℃高温烧结3 h, X射线衍射分析(XRD)表明, 烧结后的产物为正尖晶石结构的γ-Fe₂O₃晶体. 扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明, 制得了直径均匀、 连续的复合纳米纤维, 其平均直径约为1000 nm; 烧结后的γ-Fe₂O₃纳米纤维保持了其连续性, 但纤维发生了收缩, 直径较烧结前小, 平均约为600 nm. 比表面积分析表明, γ-Fe₂O₃纳米纤维比表面积为57.18 m²/g. 气敏性能测试结果表明, 230 ℃为γ-Fe₂O₃纳米纤维检测丙酮气体的最佳工作温度. 在此温度下, γ-Fe₂O₃纳米纤维对丙酮气体表现出高响应度[S=6.9, c(Acetone)=7.88×10⁴ mg/m³]和线性度(7.88×10²~1.58×10⁵ mg/m³浓度范围内). 同时, γ-Fe₂O₃纳米纤维气体传感器件还表现出良好的长期稳定性.     

聚苯并咪唑/聚乙烯吡咯烷酮复合质子交换膜的制备及钒液流电池性能

将聚苯并咪唑(PBI)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混, 制备了一系列PBI/PVP复合质子交换膜, 研究了不同PVP含量对PBI/PVP复合质子交换膜性能的影响. 研究结果表明, PVP的加入可有效提高PBI/PVP复合质子交换膜的吸水率及硫酸吸附量, 从而提高质子电导率, 与PBI原膜相比, PBI-PVP-5复合质子交换膜的结合酸含量可达2.47 mmol/g, 质子电导率达4.81 mS/cm, 选择性(3.12×10⁵ S·min/cm³)远高于原膜(1.12×10⁵ S·min/cm³). 电流密度为120 mA/cm²时, 电池的电压效率(VE)和能量效率(EE)均较PBI原膜提高了10%, 电池自放电时间长达307 h. PVP的加入为PBI系列钒液流电池隔膜提供了一个提高质子电导率的新思路.     

葡聚糖分子量和接枝度对阿霉素/白蛋白-葡聚糖纳米粒子体外抗肿瘤效果的影响

以Maillard反应制备的牛血清白蛋白-葡聚糖共价接枝物作为载体, 通过调节混合溶液的pH值和温度制备负载阿霉素的白蛋白-葡聚糖纳米粒子. 利用分子量为5×10³, 10×10³和62×10³的葡聚糖制备了多种共价接枝物, 研究了共价接枝物分子量对载药纳米粒子的粒径和稳定性及载药量的影响. 用短链葡聚糖(分子量5×10³和10×10³)制备的纳米粒子粒径为60 nm左右, 用长链葡聚糖(分子量62×10³)制备的纳米粒子粒径约为200 nm; 阿霉素的包埋效率为81%~98%, 包埋量为7.4%~16.9%. 细胞实验结果表明, 共价接枝物具有很好的生物相容性; 与自由阿霉素相比, 纳米粒子可以促进阿霉素进入人口腔上皮癌细胞; 受缓释性质的影响, 纳米粒子在低浓度时的细胞毒性要小于自由阿霉素. 与长链葡聚糖纳米粒子相比, 接枝度高的短链葡聚糖纳米粒子由于具有较小的粒径、 密集的葡聚糖分子刷表面、 一定的自由阿霉素浓度和较快的阿霉素释放速率, 因而更容易进入细胞并具有更好的体外抗肿瘤活性.     

PVA/DTC纳米纤维的制备及对铅离子的吸附行为

通过高压静电纺丝技术制备了聚乙烯醇/聚乙烯亚胺(PVA/PEI)纳米纤维膜, 对纤维膜进行功能化使其转化为对重金属离子具有高络合能力的聚乙烯醇/二硫代氨基甲酸盐功能化聚乙烯亚胺(PVA/DTC)纳米纤维膜. 研究了PVA/PEI纳米纤维膜的交联和功能化以及PVA/DTC纤维膜对铅离子的吸附行为. 结果表明, 高压静电纺丝法可制备出纤维直径分布均匀、 形貌良好的纳米纤维膜, 且交联、 功能化后仍能保持蓬松纳米纤维状的网状结构. PVA/DTC纳米纤维膜对铅离子吸附速率快, 吸附量容量高, 且具有良好的再生吸附能力, 是一种潜在的重金属离子高效吸附材料.     

1,4-二甲氧基柱[5]芳烃的合成及其与1,6-己二胺包结常数的测定

合成了1,4-二甲氧基柱[5]芳烃（DMP[5]）,采用核磁滴定方法研究了主体分子DMP[5]与客体分子1,6-己二胺的包结作用。通过摩尔比方法确定了主客体分子间的包结比为1∶1,并利用DynaFit计算了包结常数Ka=49 L/mol。本实验可作为有机化学实验在本科生化学及相关专业开设,有利于学生了解超分子化学前沿知识,激发学习兴趣,培养综合实验能力和科研方法。     

离子液体微乳液合成纳米AgCl及AgCl/poly(MMA-co-St)杂化膜性能调控

在以离子液体氯化-1-十二烷基甲基咪唑(C12mimCl)为表面活性剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)与苯乙烯(St)混合物为油相介质的反相微乳液中合成AgCl纳米粒子,进而采用微乳液原位聚合法制备AgCl/poly(MMA-co-St)杂化膜。通过紫外可见光谱和透射电镜分析了微乳液组成(油相介质组成和增容水量ω)对纳米AgCl粒子形貌的影响。结合扫描电镜和苯、环已烷的溶胀实验探讨了微乳液组成对杂化膜性能的调控作用。结果发现,微乳液油相介质中St/MMA体积比增大有利于在微乳液和杂化膜中获得更多纳米AgCl粒子,增加了杂化膜的苯平衡溶胀吸附量(A∞,b)与苯/环已烷的平衡溶胀吸附选择性(αs,b/c)。在St/MMA体积比为1∶3时杂化膜的A∞,b和αs,b/c分别达到330 mg·g-1和19.21;但过多苯乙烯加入油相介质,其苯环中π键会破坏水核中AgCl粒子的稳定性而引起粒子团聚,从而降低了杂化膜的A∞,b和αs,b/c。反相微乳液中合成的纳米AgCl粒子量随ω增大而增多、粒径增大,杂化膜的A∞,b和αs,b/c随ω的增加而增大。但过高的ω导致微乳液中出现AgCl大粒子,从而引起杂化膜的A∞,b和αs,b/c下降。     

纳米纤维增强双层组织引导膜的力学性能及细胞响应

通过热致相分离结合静电纺丝技术,在纳米羟基磷灰石/聚酰胺(n HA/PA)多孔膜基底表面形成不同取向的PA纳米纤维,制备了纤维增强双层组织引导膜.研究了不同转速(0,500,1500 r/min)下,n HA/PA多孔膜表面形成的PA纳米纤维的微观结构及取向情况对力学性能的影响.将双层组织引导膜与MG63细胞共培养,研究细胞在双层组织引导膜周围的生长情况,并通过四甲基偶氮唑盐比色法(MTT)定量研究了细胞的增殖情况.结果表明,热致相分离法制备的n HA/PA多孔膜表面及内部富含多孔结构,n HA晶粒在PA基质中均匀分布.采用静电纺丝法在n HA/PA多孔膜表面构建纳米纤维,随着转速增大,n HA/PA多孔膜表面的PA纳米纤维取向性逐渐增加.引入PA纳米纤维后,双层组织引导膜的力学性能均有增强,在500 r/min转速下,双层组织引导膜中,纳米纤维层与n HA/PA基底应变同时达到最大,拉伸强度达到(39.86±4.73)MPa.细胞实验结果显示,双层组织引导膜周围的细胞生长良好,增殖明显,具有良好的细胞相容性,在牙周组织缺损再生领域有潜在应用前景.     

尼龙6纳米纤维膜的制备及其对己烷雌酚的吸附性能研究

采用静电纺丝设备制备尼龙6纳米纤维膜。用静、动态吸附方法,研究了尼龙6纳米纤维膜对己烷雌酚的吸附性能,考察了吸附时间、初始浓度及介质p H值对尼龙6纳米纤维膜吸附己烷雌酚的影响。结果表明,初始浓度为2mg/L时,尼龙6纳米纤维膜吸附己烷雌酚的过程符合准一级动力学模型;当初始浓度在5~20mg/L范围内,吸附过程符合准二级动力学模型。尼龙6纳米纤维膜吸附己烷雌酚的过程符合Freundlich等温吸附模型。     

多孔对叔丁基酰胺化杯[8]芳烃/聚丙烯腈复合纳米纤维的制备及其对锶离子吸附性能的研究

本文选用纳米SiO_2为造孔剂,将酰胺化杯[8](Amide-Cal[8])、聚丙烯腈(PAN)、纳米SiO_2进行混纺,获得SiO_2/Amide-Cal[8]/PAN复合纳米纤维。在碱性条件下,将SiO_2移除后得到多孔Amide-Cal[8]/PAN复合纳米纤维。研究了SiO_2掺杂量对复合纳米纤维形貌的影响。研究了刻蚀前后纳米复合纤维Amide-Cal[8]/PAN对金属Sr~(2+)的吸附能力。实验结果显示,SiO_2移除后,由于纤维比表面积的增加,杯芳烃有效吸附位点的增加,复合纳米纤维的吸附性能明显提升。掺杂5wt%SiO_2的复合纳米纤维,经刻蚀后的复合纳米纤维Sr~(2+)的吸附量最高为507.6 mg·g~(-1),比未掺杂SiO_2的Amide-Cal[8]-15/PAN的吸附能力提高了1倍。多孔Amide-Cal[8]/PAN复合纳米纤维对Sr~(2+)的吸附等温模型既符合Langmuir吸附等温模型,也遵循Freundlich吸附等温模型,理论推算最大吸附量q_m可达到527.21 mg·g~(-1)。     

聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液的研制进展

概述聚氨酯－聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法。特别对聚氨酯－聚丙烯酸酯复合乳液共聚法作了较为系统的介绍和讨论。     

A Novel Hollow Carbon@MnO2 Electrospun Nanofiber Adsorbent for Efficient Removal of Pb2+ in Wastewater

Lead ion(Pb²⁺) is one of the most hazardous heavy metal ions in aquatic environments. Carbon materials and manganese dio-xide(MnO₂) have been shown to be prospective adsorbents to cope with the lead pollution. In this study, a novel hollow carbon@MnO₂ composite nanofiber adsorbent was prepared by the combination of electrospinning and carbonization. The PAN nanofiber membrane is subjected to a pre-oxidation and carbonization process, and then the obtained carbon nanofibers react with KMnO₄ solution during the hydrothermal process to develop the hollow carbon@MnO₂ nanofibers. The hollow carbon@MnO₂ nanofibers displayed a higher adsorption capacity of Pb²⁺ than carbon and MnO₂/PDA/PAN nanofibers. The maximum adsorption capacity toward Pb²⁺ by hollow carbon@MnO₂ nanofibers was 460.83 mg/g. After 5 adsorption-desorption cycles, the carbon@MnO₂nanofibers had a good recyclability and the removal efficiency remained 81.47%. Moreover, the removal efficiency of the hollow composite nanofibers for Pb²⁺ from real wastewater could reach 94.37%. This work shows a strategy for synthetics of the hollow carbon@MnO₂ nanofibers, which exhibits a promising potential in actual wastewater treatment.     

Fabrication of macroporous polystyrene/graphene oxide composite monolith and its adsorption property for tetracycline

Macroporous polystyrene microsphere/graphene oxide(PS/GO) composite monolith was first prepared using Pickering emulsion droplets as the soft template. The Pickering emulsion was stabilized by PS/GO composite particles in-situ formed in an acidic water phase. With the evaporation of water and the oil phase(octane), the Pickering emulsion droplets agglomerated and combined with each other, forming a three-dimensional macroporous PS/GO composite matrix with excellent mechanical strength. The size of the macrospores ranged from 4 mm to 20 mm. The macroporous PS/GO composite monolith exhibited high adsorption capacity for tetracycline(TC) in an aqueous solution at p H 4–6. The maximum adsorption capacity reached 197.9 mg g 1at p H 6. The adsorption behaviour of TC fitted well with the Langmuir model and pseudo-second-order kinetic model. This work offers a simple and efficient approach to fabricate macroporous GO-based monolith with high strength and adsorption ability for organic pollutants.     

Novel hydrophobic ligand-containing hydrogel membrane matrix: preparation and application to gamma-globulins adsorption

In this study, phenylalanine as a hydrophobic ligand was covalently attached to the co-monomer methacrylochloride. Then, poly(2-hydroxyethylmethacrylate-co-methacrylamidophenyalanine) [poly(HEMA–MAPA)] membranes were prepared by UV-initiated photopolymerization of HEMA and methacrylamidophenyalanine. The γ-globulins adsorption onto these affinity membranes from aqueous solutions containing different amounts of γ-globulins at different pH was investigated in a batch system. The γ-globulins adsorption capacity of the membranes was increased as the ligand density on the membrane surface increase. The non-specific adsorption of the γ-globulins on the pHEMA membranes was negligible. The adsorption phenomena appeared to follow a typical Langmuir isotherm. The maximum adsorption capacity (q_m) of the poly(HEMA–MAPA4) membrane for γ-globulins was 2.37 mg g⁻¹ dry membrane. The equilibrium constant (k_d) value was found to be 1.61×10⁻¹ mg ml⁻¹. More than 87% (up to 100%) of the adsorbed γ-globulins were desorbed in 120 min in the desorption medium containing 50% ethylene glycol in 1.0 M NaCl.     

聚羟基丁酸酯/碳纳米管复合纳米纤维膜的制备及其对重金属离子吸附分离性能的研究

以聚羟基丁酸酯和碳纳米管为原料,采用三氯甲烷/二甲基甲酰胺混合溶液为溶剂,利用静电纺丝技术制备了聚羟基丁酸酯/碳纳米管复合纳米纤维膜.研究了碳纳米管的含量对纳米纤维膜形貌和力学性能的影响,探讨了复合纳米纤维膜对重金属Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的吸附特性.实验结果表明:加入1 wt%碳纳米管能够将纳米纤维的平均直径从(728±146)nm降低至(468±89)nm,纳米纤维膜的比表面积从27.24 m~2/g提高至43.45 m~2/g;碳纳米管的复合能够有效增强聚羟基丁酸酯纳米纤维,当碳纳米管含量1 wt%为最佳,拉伸强度可达5.85 MPa,较纯聚羟基丁酸酯纳米纤维提升了115%.复合纳米纤维膜对重金属离子具有良好的吸附特性,其对Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的最佳吸附pH值为5,此时最大吸附容量分别为91.04、171.05和197.03mg/g,平衡吸附时间分别约为50、60和60 min,吸附率分别为1.79、2.83和3.28 mg/g/min;热力学和动力学分析表明,复合纳米纤维膜对重金属Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的吸附行为更符合Freundlich模型,吸附过程更符合Pseudo-second order模型;循环使用实验表明,重复使用5次后,其吸附容量可保持在初始值的87%以上,具有较好的使用寿命.     

自交联型磺化聚醚醚酮质子交换膜的合成

以含3,3'-二烯丙基双酚 A 结构单元的聚醚醚酮为基膜材料, 通过自由基加成反应在取代基上引入磺酸基团, 合成侧链型磺化聚醚醚酮(SPEEK)质子交换膜. 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、 核磁共振氢谱(¹H NMR)、 热重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对 SPEEK 的结构进行表征. 实验结果表明, 巯基丙磺酸被接枝在聚醚醚酮侧基上, SPEEK 膜具有明显的亲水疏水微相分离形貌, 磺酸基团相互聚集形成离子通道. SPEEK 膜离子交换容量为 2.12 mmol/g, 钒离子渗透率为 1.54×10^-6 cm²/min, 低于Nafion117 膜的钒离子渗透率, 阻钒能力优于 Nafion117 膜. 以 SPEEK-4 膜组装电池的自放电时间约为130 h, 长于 Nafion117 膜的 66 h. 电池充放电循环 50 次, SPEEK-4 膜的库仑效率、 电压效率和能量效率没有明显降低, 显示出良好的稳定性.     

Protein-adsorption-resistance and permeation property of polyethersulfone and soybean phosphatidylcholine blend ultrafiltration membranes

Novel ultrafiltration membranes were prepared by simple blending of polyethersulfone (PES) and soybean phosphatidylcholine (SPC). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and water contact angle measurements indicated SPC enrichment at the membrane surfaces. The immobilization and arrangement of PC groups at surfaces rendered the membranes more hydrophilic. BSA adsorption amount decreased from 56.2 μg/cm² for SPC-free PES membrane to 2.4 μg/cm² for PES/SPC blend membrane. The fouling-resistant property of the blend membranes was improved considerably with an increase of SPC content while the pure water permeation flux decreased remarkably. Using PEG/PVP mixture instead of PEG as pore-forming agent increased pure water flux of PES/SPC blend membrane to some extent.     

丁二酸酐接枝纤维素纳米纤维膜及其重金属离子吸附

采用热致相分离(TIPS)法以三醋酸纤维素(TCA)为原料成功制备直径为(110±28)nm TCA多孔纳米纤维膜。将TCA纤维膜通过水解转化为纤维素(Cell)、接枝制备丁二酸酐接枝改性纤维素(Cell-g-SAA)膜。将Cell膜和Cell-g-SAA膜用于吸附水中Cu~(2+)、Pb~(2+),并对膜样品的吸附动力学、等温吸附和吸附热力学进行了研究。结果表明,二级动力学拟合和Langmuir模型更适合于该体系。与Cell膜相比,改性后Cell-g-SAA膜对Cu~(2+)和Pb~(2+)的最大吸附容量分别从51.73和34.29 mg/g增加到116.41和51.73 mg/g。纤维膜对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附更趋近于单层吸附且化学吸附占主导地位。     

多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜的制备及其催化性能

随着工业的进步,废水处理特别是印染废水的处理成为亟待解决的问题.银纳米粒子因其特殊的物理化学性能而表现出催化活性,但银纳米粒子的团聚限制了其使用,所以出现了一系列新的载体材料,如微球、薄膜和纤维等.其中电纺纳米纤维由于具有高比表面积,作为载体材料具有非常大的优势,而将常规电纺纳米纤维作为载体也已有报道.但是,将具有更高比表面积的电纺纳米纤维作为载体,特别是一种类似于树枝状结构的多尺度纳米纤维作为载体还鲜有报道.本文制备了一种多尺度结构的PA6纳米纤维膜,该纳米纤维膜由直径为50?120 nm的主纤维和10?50 nm的分支纤维构成;由于分支纤维的出现,多尺度结构纳米纤维膜的比表面积得到了提高,可以为银纳米粒子的负载提供更多附着位点.制备的多尺度结构纳米纤维膜通过银胶溶液浸渍成功地负载银纳米粒子,对制备的纳米纤维膜的形态、化学结构以及对亚甲基蓝的催化性能进行了探讨.SEM,EDS和TEM结果表明,银纳米粒子成功地负载在多尺度结构纳米纤维的表面,并且银纳米粒子的粒径以及负载量可以通过变换银胶溶液的浓度合理调控.此外,与常规PA6纳米纤维膜相比,多尺度结构纳米纤维膜更有利于银纳米粒子的分散,同样通过银胶溶液A浸渍,负载在多尺度结构纳米纤维上银纳米粒子粒径为8.6 nm,而负载在普通PA6纳米纤维上银纳米粒子粒径为11.2 nm.XPS分析表明,银纳米粒子成功地负载到多尺度结构纳米纤维上,并且经不同银胶溶液处理,纳米纤维膜的载银量不同.通过O的高能XPS分析发现,银纳米粒子与PA6分子间形成了配位键,这在一定程度上有利于Ag纳米粒子的固定,阻止了Ag纳米粒子的团聚.Ag/PA6纳米纤维膜以及多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜催化降解实验表明,多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜具有较高的催化活性,反应2 h后对10 mg/L亚甲基蓝的降解率达到98.13%,并且降解过程符合伪一级动力学.不同浸渍液浓度处理纳米纤维膜催化实验表明,Ag纳米粒子的大小以及含量都会影响纳米纤维的催化活性,纳米粒子粒径越小,其催化活性越高;不同NaBH4加入量催化体系催化实验表明,随着NaBH4加入量的增大,催化体系的降解率增高,其对催化体系的催化性能起着至关重要的作用;其他条件一定,随着染料初始浓度的增大,催化体系的催化性能下降;循环实验表明,经5次循环之后,其降解率仍高达83.5%,该纳米纤维膜具有一定的循环使用性能.