温度响应高分子微凝胶的水相制备与表征——介绍一个大学化学综合实验

介绍一个涵盖高分子化学、物理化学与仪器分析等学科的综合实验。本实验选择有温度响应的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)作为合成与研究对象,在水相中通过异相单体聚合法制备p NIPAM微凝胶,从宏观和微观两个角度探究微凝胶的温度响应特性。本综合实验取材于广受关注且已有较多验证的研究前沿成果,有助于培养学生理论联系实验、学以致用的思维,锻炼学生学科交叉融合意识。     

服役温度对多壁碳纳米管/Li1.18Ni0.15Co0.15Mn0.52O2复合正极材料性能的影响

通过煅烧的方式制得多壁碳纳米管(MWCNT)质量分数为3%的MWCNT/Li1.18Ni0.15Co0.15Mn0.52O2锂离子电池复合正极材料,并测试了复合正极材料在不同服役温度环境下的电化学性能:-20和60℃下服役时,其放电容量分别高达169、303 mAh·g^-1,且展示出良好的倍率性能和循环稳定性。结合电化学阻抗测试结果可知,MWCNT均匀附着在层状粒子的表面,有效减少了电解液对电极材料的侵蚀,阻碍了表面膜的生成,同时提高了材料的电子电导率。     

混合熔盐法低温合成Sm2Ti2S2O5及其光催化分解水产氢

以TiO2、TiS2及Sm2O3为前驱体,分别加入LiCl-KCl与LiCl-CsCl的最低共熔混合物作为熔盐,在较低温度下成功合成了Sm2Ti2S2O5(STSO)颗粒。通过对比不同温度下所制备产物的X射线衍射图,首次表明STSO的热力学结晶温度在520℃左右,远低于之前报道的650℃的最低合成温度。扫描电子显微镜照片显示,采用2种混合熔盐制备的STSO都呈片状形貌;同一合成温度下,采用LiCl-CsCl熔盐制备的STSO的厚度小于LiCl-KCl所得产物。采用出射光波长大于420 nm的氙灯作为光源,在含有Na2S-Na2SO3空穴牺牲剂的溶液中,所制备的STSO颗粒表现出最高35μmol·h-1的光催化分解水产氢活性以及20 h以上的产氢稳定性。     

三种测定蛋白质热稳定性方法的比较

蛋白质的热稳定性一般使用热变性中点温度(melting temperature,T_m)来表示,即蛋白质解折叠50%时的温度. 测定蛋白质T_m值的常用方法有差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)、圆二色光谱法(circular dichroism,CD)和差示扫描荧光法(differential scanning fluorimetry,DSF)等. 为了比较不同方法的检测特点和效果,选择了5种具有不同结构特点的蛋白,分别使用上述方法对其T_m值进行测定. 结果发现,三种方法测得的T_m值整体上较为一致,但也存在一定的差异. 研究还发现,结构更复杂的蛋白,并不一定具有更多T_m值.     

以不同铕配合物为探针分子的温敏漆制备及性能

以氧化铕(Eu_2O_3)、甲基丙烯酸(MAA)、水杨酸(HSal)、肉桂酸(HCA)和菲咯啉(Phen)为原料制备了Eu(MAA)3Phen、Eu(Sal)_3Phen和Eu(CA)_3Phen探针分子,并将不同探针分子分别加到甲基丙烯酸甲酯(MMA)中,在过氧化苯甲酰(BPO)引发下聚合,制得一系列温敏漆样品。采用红外光谱仪、荧光光谱仪和扫描电子显微镜对探针分子的结构、发光性能、形貌和温敏漆的温度猝灭性能进行了表征,研究了不同配体对探针分子发光性能和温敏漆温度猝灭性能的影响。结果表明,探针分子Eu(MAA)3Phen的荧光强度明显高于Eu(Sal)_3Phen和Eu(CA)_3Phen,相应的3种温敏漆Eu(MAA)3Phen/PMMA、Eu(CA)_3Phen/PMMA和Eu(Sal)_3Phen/PMMA均有良好的温度猝灭特性,但是对比发现在55~65℃范围内Eu(MAA)3Phen/PMMA和Eu(CA)_3Phen/PMMA温敏漆的灵敏度较高,而在35~45℃范围内Eu(Sal)_3Phen/PMMA温敏漆的灵敏度较高,可见不同的温敏漆适用于不同的温度范围。     

相选择性凝胶因子及其在油品污染处理中的应用研究进展

近年来含油污水及海上油品泄漏问题日益严重,威胁着人类的生存环境和海洋生态环境。相选择性凝胶因子因其制备简单、生物相容性好、快速高效、可重复利用等优点为油品污染处理提供了新选择。本文首先介绍了相选择性凝胶因子的分类和自组装机理及相选择性凝胶因子的发展现状,重点对小分子凝胶因子进行了阐述,其中小分子凝胶因子包括氨基酸类、有机酸及其盐类、胆固醇类和糖类衍生物类等,并对有机高分子凝胶因子做了简单介绍;最后对相选择性凝胶因子的发展做出了展望。     

硅橡胶/氟橡胶并用胶的制备及力学性能

硅橡胶和氟橡胶作为国防、航天等重要领域的耐热材料一直被人们青睐,但其有着各自地优缺点且价格昂贵,本文尝试将这两种橡胶制成并用胶以解决氟橡胶不耐低温和加工性差的问题,以期增大其使用温度范围。采用机械共混法制备硅橡胶/氟橡胶并用胶,研究了硅橡胶和氟橡胶的混炼工艺、并用比、共硫化体系和硫化条件对并用胶力学性能的影响。结果表明,当硅橡胶/氟橡胶的质量比为10∶90,共硫化体系为3~#硫化剂/过氧化二异丙苯(DCP),一段硫化温度为170℃、硫化压力为10MPa、硫化时间为30min,二段硫化温度为200℃、硫化时间为6h时,并用胶的力学性能达到最好。     

弱凝胶钻井液成胶剂AM/AMPS/OA_8的合成与表征

针对水平井、大斜度井钻井过程中井眼润滑性、岩屑携带以及钻井速度的影响等问题,通过合理的分子设计,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和实验室自制疏水单体丙烯酸正辛醇OA_8为原料,利用胶束聚合法,制备了一种弱凝胶成胶剂AMAMPSOA_8,其结构经1H NMR和IR表征。以AMAMPSOA_8在低剪切速率下的表观粘度为指标设计正交试验,确定最优反应条件为:AM与AMPS摩尔配比为4.8∶1,引发剂用量为单体总质量的0.04%,疏水单体浓度为0.75%,于70℃反应9 h。该条件下,0.5%AMAMPS0A_8聚合物溶液在低剪切速率3 r·min~(-1)下表观粘度可达23 680 mPa·s。利用热分析仪、高温滚子炉、高温高压流变仪对产物性能进行了研究。研究表明:AMAMPSOA_8的抗温性能可达160℃;聚合物溶液体系有明显的触变性,在40 min后溶液切力增加幅度变缓。     

湿法脱硫浆液中Hg2+的还原机制研究

针对燃煤电厂湿法脱硫浆液中Hg²⁺易被还原的特性,研究Hg²⁺在模拟湿法脱硫系统中的迁移机制,考察了浆液温度、pH值以及SO₃^2-、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺浓度等因素对Hg²⁺还原性能的影响。结果表明,Hg²⁺还原率随着浆液中SO₃^2-浓度的增大而降低;pH值对Hg²⁺的还原呈先增加后降低的趋势,在pH值为5.5时还原率最高;温度的升高不利于浆液中稳定的二价汞盐络合物存在,导致Hg²⁺还原率增加;Ca²⁺、Mg²⁺以及Cl^-浓度的增加有利于形成稳定化合物,从而抑制Hg²⁺的还原。     

不同灰化温度下生物质混煤灰的烧结特性研究

选取晋城无烟煤和麦秆作为研究对象,利用压差法烧结温度测定装置测量不同灰化温度下煤和麦秆混合灰的烧结温度,再利用SEM-EDS以及XRD对灰样进行烧结特性分析。结果表明,不论灰化温度高低,随着麦秆的添加,煤和麦秆混合灰的烧结温度都呈现降低趋势,其降低幅度略有差别。灰化温度较低时,煤和麦秆混合灰的烧结温度低于灰化温度较高情况下混合灰的烧结温度。SEM-EDS分析表明,低温灰化得到的样品中出现较多不规则的纤维结构;较高温度下获得的灰样中出现较多致密的球状颗粒,这表明矿物质发生熔融形成球状颗粒。XRD分析表明,低温灰化烧结后的煤和麦秆混合灰样中因含有较多的含钾等碱金属系助融矿物质,导致混合灰样的烧结温度降低。然而,像钙长石等含钙矿物质本身具有较高的熔点,因此,在1 100℃时混合灰样具有较高的烧结温度。