PSY-g-PAA/Na-MMT复合高吸水性树脂的制备及其对Cu2+的吸附

以欧车前胶(PSY)、丙烯酸(AA)和钠基蒙脱土(Na-MMT)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备了欧车前胶接枝聚丙烯酸/钠基蒙脱土(PSY-g-PAA/Na-MMT)复合高吸水性树脂.考察了Na-MMT质量分数对复合高吸水性树脂吸水能力和Cu2+吸附...     

钠基蒙脱土交联增稠剂的合成及性能

采用钠基蒙脱土为交联剂合成了新型的具有较高抗电解质性能的增稠剂. 聚合物链一端或两端接枝于蒙脱土片层上. 测试了该复合增稠剂的增稠性能和抗NaCl、NaHCO3的性能. 结果表明,钠基蒙脱土交联增稠剂具有优异的抗电解质性能. Bis交联增稠剂5%糊料加入5 mL 2 mol/L NaCl溶液后,黏度由118 Pa·s迅速降低为6 Pa·s,加入8 mL 2 mol/L NaCl溶液后,旋转黏度基本为零;而钠基蒙脱土交联增稠剂5%糊料加入5 mL 2 mol/L的NaCl溶液前后,旋转黏度分别为63和24 Pa·s,加入8 mL 2 mol/L NaCl溶液后,旋转黏度仍保持16.5 Pa·s.     

两性纳米复合高吸水性树脂的结构与性能

通过丙烯酸钠、阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)与钠蒙脱土原位溶液聚合成功地制备了具有插层结构的两性纳米复合高吸水性树脂. 其吸水性树脂吸水倍率和凝胶的抗压强度相对于聚丙烯酸钠基质均有较大提高. 吸水倍率最高可达2 380 g/g, 而凝胶的抗压强度提高到基质的180%左右. 由于复合材料结构上具有两性基团, 表现出对环境pH值特殊的应答性. 同时, 阳离子单体DAC的加入影响体系纳米结构的形成.     

SSPEEK/Na-MMT复合钒电池质子交换膜的制备与性能研究

以含有异丙基溴侧基的聚醚醚酮为原子转移自由基聚合(ATRP)大分子引发剂,通过ATRP法在聚醚醚酮主链上接枝引入聚苯乙烯磺酸钠侧链,得到侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜(SSPEEK).采用溶液共混法在SSPEEK膜中引入钠基蒙脱土(Na-MMT),制备SSPEEK/Na-MMT钒电池质子交换复合膜.热重分析表明,复合膜具有较好的耐热性;扫描电镜显示,Na-MMT均匀分散在SSPEEK中.复合膜的钒离子渗透率由SSPEEK膜的1.24×10-5cm2·min-1降为4.88×10-6cm2·min-1,低于Nafion117膜的钒离子渗透率,阻钒能力优于Nafion117膜.电流密度为30 m A·cm-2时,以复合膜组装的电池的放电时间为215 min,长于Nafion117膜的198 min.在高放电电流密度下SSPEEK/Na-MMT膜的库伦效率与Nafion117膜相当.     

三维生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料吸附的研究

采用一种简便的方法制备了生物高分子调控的氧化石墨烯凝胶用于水污染处理.将生物高分子白蛋白(BSA)、壳聚糖(CS)、及脱氧核糖核酸(DNA)与氧化石墨烯(GO)共混,自组装形成水凝胶,最后冻干得到生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶.通过扫描电镜、原子力显微镜、纳米粒度分析仪等分析复合凝胶的组装结构与表面电位.结果表明凝胶呈现内部联通的三维多孔结构,该结构有利于被吸附分子的快速内部扩散.红外光谱证明了生物高分子被成功负载到了凝胶网络中.然后将该复合凝胶用于阳离子染料的吸附,吸附实验表明这类生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料有很好的吸附效果,同时也对阴离子和非离子毒性分子有一定的吸附能力.研究了吸附时间,初始浓度,pH值等对凝胶吸附量的影响,并考察了凝胶的解吸附.最后详细探讨了GO-BSA、GO-CS和GO-DNA凝胶对亚甲基蓝(MB)吸附的动力学和吸附等温式.经吸附动力学拟合,生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶吸附MB复合二级动力学模型和Langmuir等温吸附,对MB分子是单分子层吸附,吸附初期为大孔隙扩散,后期为粒子内扩散.     

聚吡咯/STAB-NaMMT/GC电极对苯二酚的电化学行为研究

利用十八烷基三甲基溴化氨（STAB）和聚吡咯（PPy）钠基蒙脱土制备了PPy/STAB钠基蒙脱土/GC电极（PPy/STAB-NaMMT/GC）.用循环伏安法和方波溶出伏安法（SWSV）研究了对苯二酚在该电极上的电化学行为.实验表明,在pH 6.0 PBS电解液中,对苯二酚在该电极的电极反应受扩散控制,转移的电子数与质...     

TiO2-SiO2复合气凝胶：常压干燥制备及性能表征

以廉价的四氯化钛和工业水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶法制得TiO2-SiO2复合湿凝胶,用三甲基氯硅烷(TMCS)/乙醇(EtOH)/正己烷(Hexane)混合溶液对湿凝胶进行改性,常压干燥制备了TiO2-SiO2复合气凝胶.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及N2吸附/脱附法对复合气凝胶的形貌和性质进行了分析.结果表明,TiO2-SiO2复合气凝胶具有连续多孔结构,150℃干燥后复合气凝胶的比表面积为1 076 m2·g-1,孔体积为4.96 cm3·g-1;经550 ℃热处理后,复合气凝胶仍然具有高的孔隙率,比表面积为856 m2·g-1,孔体积为3.46 cm3·g-1.吸附和光催化降解罗丹明B的结果表明,复合气凝胶同时具有较好的吸附和光催化性能,其吸附/光催化协同作用活性优于纯SiO2气凝胶和锐钛矿TiO2粉末;且重复利用四次降解率仍然可达到89%.     

聚碳酸1,2-丙二酯/蒙脱土复合材料的制备与性能

利用阳离子交换法,以十六烷基三甲基溴化铵(HTAB)改性钠基蒙脱土制备了有机改性蒙脱土(OMMT),OMMT的层间距达到了2nm,比普通的钠基蒙脱土增加了0.74nm.采用熔融插层法制备了插层-絮凝型PPC/OMMT复合材料,当复合材料中OMMT含量为5wt%时,复合材料的杨氏模量较纯PPC树脂大幅度提高了61.8%,同时玻璃化温度(Tg)提高了2.4℃,热分解温度提高了32.3℃.因此,OMMT对大幅度提高PPC的杨氏模量具有很大的潜力.     

阶层多孔二氧化硅块体材料的制备与表征

以正硅酸甲酯(TMOS)为前驱体、0.01 mol·L-1盐酸为催化剂、聚环氧乙烷(PEO,分子量为10 000)为相分离剂、环氧丙烷(PO)为凝胶促进剂、十二烷基硫酸钠(SDS)为造孔剂,采用溶胶-凝胶伴随相分离制备阶层多孔二氧化硅块体材料,利用差热分析(DTA)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附/脱附装置等测试技术对所制得的阶层多孔块体进行了表征,探究造孔剂SDS对大孔和介孔结构的影响机理。研究表明:SDS在凝胶过程中以胶束的形式进入到骨架中形成介孔孔道;当SDS为0.21 g时,块体材料的阶层多孔结构最优,大孔孔径为1~3μm,介孔孔径为4~5 nm,比表面积为650 m2·g-1;800℃热处理后,大孔结构和骨架上的介孔基本保持,比表面积仍能达到421 m2·g-1,体现出良好的热稳定性。     

基于胶束插层方法制备高热稳定性和大层间距有机化蒙脱土

采用不同方法制备了多种有机化蒙脱土,并分别采用X射线衍射仪、红外光谱分析仪、热重分析仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、元素分析仪、扫描电子显微镜对产物进行了表征,并提出了有机物插层新方式——胶束插层.结果表明:适量钠基蒙脱土(Na-MMT)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和磷酸三苯酯(TPP)在丙酮/水的混合溶剂中进行溶液插层,得到的有机化蒙脱土具有更大的层间距,比单纯采用CTAB的插层效果显著.产物中含有约21.54%的CTAB和17.47±1.05%的TPP,插层机理为CTAB-TPP胶束插层.该有机化蒙脱土的初始热降解温度比单纯CTAB插层蒙脱土最多提高了17.4℃.采用该方法制备的改性蒙脱土既可以进一步提高蒙脱土的层间距,又可以封闭TPP于MMT的片层间,阻止TPP挥发;同时克服季铵盐改性蒙脱土的热稳定性低的问题,得到了层间距大、热稳定性高的有机化蒙脱土,为有机化蒙脱土在高熔点聚合物改性方面提供了条件.     

疏水/亲水性聚二乙烯基苯/聚丙烯酸大孔互穿聚合物网络树脂对苯胺的吸附性能

采用分步悬浮聚合法制备了聚二乙烯基苯/聚丙烯酸甲酯（PDVB/PMA）大孔互穿聚合物网络,将其中的聚丙烯酸甲酯转化为聚丙烯酸,得到具有疏水/亲水性能的聚二乙烯基苯/聚丙烯酸（PDVB/PAA）大孔互穿聚合物网络（IPN）,研究了这类疏水/亲水大孔PDVB/PAA IPN对苯胺的吸附热力学和吸附动力学,测定了该树脂的孔结构、含水量、弱酸交换量和溶胀性能;测定了该树脂对苯胺在不同温度下的吸附等温线,利用热力学函数关系计算了吸附焓、自由能和熵。 红外光谱显示,成功合成了疏水/亲水PDVB/PAA IPN,与PDVB、PDVB/PMA IPN树脂相比,其BET表面积以及孔容均减小,含水量为62.73％,弱酸交换量为1.91 mmol/g;对苯胺的吸附为放热、自发的过程;溶胀实验、静态解吸实验表明,PDVB/PAA IPN树脂中疏水性的PDVB网具有疏水作用吸附能力,亲水性的PAA网具有氢键作用吸附能力。 对苯胺的吸附在90 min时即可达到吸附平衡,树脂吸附苯胺符合一级速率方程,吸附速率主要受颗粒内扩散的控制,同时还受液膜扩散的影响,吸附动力学可采用HSDM模型描述。     

浆态床中Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2+γ-Al2O3双功能催化剂一步法合成二甲醚

采用共沉淀法,制备了纤维状CD501甲醇合成催化剂,采用SEM、TEM、XRD和BET等手段对催化剂进行了表征;并将其进一步和γ-Al₂O₃进行混合,获得了Cu/ZnO/Al₂O₃/ZrO₂+γ-Al₂O₃双功能催化剂,考察了其在浆态床中一步法合成二甲醚过程的催化特性。结果表明,相比商业催化剂(COM)和LP201催化剂,新型的CD501催化剂具有更大的比表面积和Cu/Zn分散性。对于浆态床中一步法合成二甲醚过程,采用CD501与γ-Al₂O₃双功能催化剂,相比采用COM或LP201与γ-Al₂O₃双功能催化剂,CO转化率提高了一倍,且经过270h测试,CO转化率从61%降至57%,二甲醚时空产率从0.54g/(g·h)降至0.48g/(g·h),稳定性显著优于COM催化剂。当反应温度为250℃,压力为4.0MPa,空速为3000mL/(g·h),氢碳比为1.0时,该催化剂应用在浆态床一步法合成二甲醚时,CO转化率为61%,DME时空产率达到0.54g/(g·h)。     

Efficient Adsorption and Recovery of Pb(II) from Aqueous Solution by a Granular pH-Sensitive Chitosan-based Semi-IPN Hydrogel

A series of granular pH-sensitive semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) hydrogels based on chitosan (CTS), acrylic acid (AA) and gelatine (GE) were utilized for the adsorption and recycle of Pb(II) from aqueous solutions. The composite hydrogels have been characterized by FT-IR and TGA. The effects of contact time, pH value and initial Pb(II) concentration on the adsorption were investigated. Results indicated that the adsorption capacity of the hydrogel increased with increasing pH value and initial Pb(II) concentration, and a pH-sensitive adsorption characteristic was presented. The adsorption rate of the semi-IPN hydrogels on Pb(II) is fast with an adsorption rate constant of 14.9790 mg/(g·s), and adsorption equilibrium could be reached within 10 min. The adsorption isotherms of the hydrogels for Pb(II) could be described well by the Langmuir equation, rather than the Freundlich equation. The as-prepared hydrogels showed good reusability with 0.05 mol/l HNO₃ solutions as the desorbing agent and 0.1 mol/l NaOH solutions as the regeneration agent, respectively. After five consecutive adsorption-desorption processes, the semi-IPN hydrogel with 20 wt% GE may reach 85.26% of its initial adsorption capacity. In addition, the adsorbed Pb(II) can be quantitatively recovered by simply eluting the hydrogel with dilute HNO₃ solution, and a recovery ratio of 89.27% was reached for the semi-IPN hydrogel. The satisfactory adsorption amount is mainly derived from the chelating of functional groups (i.e. –COO^? and –NH₂) with Pb(II) ions. The hydrogel adsorbents exhibited excellent affinity for Pb(II), and can be applied to treat wastewater containing heavy metal ion and simultaneously recover the valuable metal sources.     

聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/蒙脱土/腐殖酸钠复合物对Pb2+的吸附性能

用制备的聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/蒙脱土/腐殖酸钠复合吸附剂,研究了溶液pH值、吸附时间和Pb2+溶液初始浓度等因素对重金属Pb2+的吸附性能,探讨了复合吸附剂对Pb2+的吸附机理。结果表明,在pH值为6.0、吸附时间2 h、Pb2+溶液初始浓度0.01 mol/L和吸附剂用量0.10 g的条件下,复合吸附剂对Pb2+的吸附量达到364.05 mg/g,平衡所需的时间为15 min。与蒙脱土相比,复合吸附剂具有更高的吸附容量和更快的吸附速率。     

粉煤灰复合聚丙烯酸钠凝胶的制备及其溶胀性能

粉煤灰(CFA)存在的情况下,采用自由基溶液聚合法,以过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NNMBA)为交联剂,制备了粉煤灰复合聚丙烯酸钠凝胶(CFAPAANa)。 以丙烯酸单体质量为基准,当交联剂用量为0.08%,引发剂用量为0.4%,粉煤灰用量为3%,丙烯酸中和度为70%,聚合温度为70 ℃时,所合成的粉煤灰复合聚丙烯酸钠凝胶在蒸馏水和生理盐水中平衡溶胀比最高,分别为1556(g/g)和168(g/g)。 考察了复合凝胶在不同介质溶液中的溶胀动力学,保水性能以及在土壤中的降解行为。 溶胀动力学研究表明,蒸馏水中溶胀初期复合凝胶聚合物链段的扩散运动能够调控凝胶溶胀的快慢及程度,而生理盐水中水分子的平移和对流运动在凝胶的溶胀过程中起着关键性作用。 保水和降解实验结果表明,25 ℃时,50 h凝胶保水率为64%,土壤中50 d时降解率达60%。 相比于聚丙烯酸钠凝胶,粉煤灰复合凝胶保水率提高了8%。     

Preparation and properties of superabsorbent containing starch and sodium humate

Starch and sodium humate were utilized as raw material for synthesizing starch‐g‐poly(acrylic acid)/sodium humate (St‐g‐PAA/SH) superabsorbent by graft copolymerization reaction of starch (St) and acrylic acid (AA) in the presence of sodium humate (SH) in aqueous solution. The effect of weight ratio of AA to St, initial monomer concentration, neutralization degree of AA, amount of crosslinker, initiator and SH on water absorbency of the superabsorbent were studied. The swelling rate and swelling behavior in NaCl solution as well as reswelling ability of the superabsorbent were systematically investigated. The results showed that the superabsorbent synthesized under optimal conditions with SH content of 7.7 wt% and St content of 11.5 wt% exhibits water absorbency of 1100 g/g in distilled water and 86 g/g in 0.9 wt% NaCl solution, respectively. Introducing SH into the St‐g‐PAA polymeric network can improved the swelling rate and reswelling capability of the superabsorbent. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

土壤中正丁基黄原酸钾与铅离子的吸附特性研究

通过静态试验研究了土壤对正丁基黄原酸钾的吸附性能和影响因素,以及正丁基黄原酸钾-铅复合污染体系的吸附平衡与动力学特征。结果表明,土壤对正丁基黄原酸钾的吸附过程遵循Lagergren二级动力学模型,等温吸附可用Freundlich模型拟合,提高温度有利于吸附,土壤对正丁基黄原酸钾的吸附属于内扩散控制过程;土壤吸附正丁基黄原酸钾最佳p H范围为5~9,p H较低时正丁基黄原酸钾易被酸解,碱性环境(p H10)将抑制土壤对正丁基黄原酸钾的吸附;正丁基黄原酸钾与Pb2+形成难溶络合物而严重影响了Pb2+在土壤中的吸附,使Pb2+的吸附速率常数由38.319g/(mg·min)提高到70.350g/(mg·min),平衡吸附量(qe)由1.909mg/g降低到1.385mg/g,且影响程度随着Pb2+浓度的升高而减弱。     

SDS改性沸石对碱性品红的吸附性能研究

通过静态实验探讨了表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）改性沸石吸附碱性品红的影响因素。实验结果表明在投入量为8 g/L、吸附时间为45 min、p H值为6、温度为25℃时,对初始质量浓度100 mg/L碱性品红溶液的去除率可达到96.16%,吸附量为12.02 mg/g;SDS改性沸石吸附碱性品红的吸附性能符合Langmuir型吸附等温线和一级反应动力学模型的特征;热力学分析结果表明,吸附符合自发吸热过程。     

固定化离子液体吸附黄酮类化合物性能研究

研究了吸附时间、固液比、样品浓度、上样流速对N-甲基咪唑键合硅胶固定化离子液体(SilprMim)吸附黄酮类化合物性能的影响.结果表明,受试化合物在30 min内均达到吸附平衡;吸附效率随固液比增大而增加,随样品浓度增大而降低;吸附等温线与拟合的Langmuir模型吻合良好.SilprMim对染料木素、木犀草素及槲皮素的饱和吸附量分别为47.7, 52.5和63.2 mg/g,上样流速在0.5～1.5 mL/min范围内吸附效率达90%以上;甲醇洗脱染料木素、木犀草素及槲皮素的解吸率分别为86.1%, 83.3%和84.6%;解吸顺序为:染料木素、木犀草素、槲皮素.SilprMim对3种受试黄酮类化合物具有较强吸附和分离能力,有望应用于黄酮类天然产物的分离纯化.     

Cu-ZnO-CeO2催化剂组成对CO2加H2合成甲醇性能的影响

采用并流沉淀法分别制备了CuO-CeO₂（物质的量比为5：1）、CuO-ZnO（物质的量比为5：4）、CuO-ZnO-CeO₂（物质的量比为5：4：1）三组目标催化剂,通过X射线衍射（XRD）、氢气升温还原（H₂-TPR）、CO₂程序升温脱附（CO₂-TPD）、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱（XPS）、N₂O滴定表征技术对催化剂的物化性能进行了测试,并在高温高压微催化反应器中对催化剂进行活性评价。研究了CuO-ZnO-CeO₂组成对CO₂加氢合成甲醇的影响。结果表明,与二组分催化剂相比较,三组分CuO-ZnO-CeO₂催化剂物化性能及催化活性发生了很大变化,催化剂表面碱性位增强,热稳定性增强,CuO颗粒粒径变小,铜分散度以及氧空位浓度提高,最终催化活性显著提高。其中,CuO-ZnO-CeO₂催化剂中,CuO颗粒粒径为8.2nm,铜的比表面积为68.4m²/g,铜分散度为7.19%,甲醇的选择性和收率分别为48.6%和0.057mmol/（g·min）,催化剂活性较好。