磺化预氧化聚丙烯腈纤维催化的Beckmann重排反应

通过静电纺丝和预氧化制备了一种预氧化聚丙烯腈超细纤维(PrePANF),然后与氯磺酸反应引入磺酸基团,获得了一种独特的纤维状固体酸(SPrePANF)。采用扫描电镜仪(SEM)、红外光谱仪(FT-IR/ATR)、X-射线衍射仪(XRD)和元素分析仪(EA)对SPrePANF的微观形貌和化学结构进行了详细的表征。结果表明:预氧化作用使线性聚丙烯腈分子链形成了芳环结构,并通过磺化反应在芳环上引入了磺酸基。Beckmann重排反应催化结果表明:SPrePANF对二苯甲酮肟的Beckmann重排反应具有较好的催化活性和选择性;而且纤维膜结构使该催化剂可以方便地回收再利用,重复使用4次后仍然具有良好的催化活性。     

生物凝聚态物质的多层次结构表征

在生物体内到处都是由蛋白质、核酸和多糖等生物大分子构成的各种不同生物凝聚态物质,这些生物凝聚态物质形成不同的高级结构,执行不同的生物功能。获取这些生物凝聚态物质的高分辨结构是理解生命过程的重要途径。在离体环境中,获取高分辨结构的手段主要有X-射线晶体衍射、冷冻电镜和核磁共振等,而在活细胞内原位研究生物凝聚体的结构,核磁共振和化学交联质谱具有独特优势。本文总结了利用多种分析手段对生物凝聚态物质进行多层次结构表征的研究进展:包括简单纯化体系下的蛋白质分子机器,蛋白质纤维等;液-液相分离,大分子拥挤、限域等模拟细胞复杂环境下的生物大分子以及活细胞内生物大分子。     

抗污染薄层复合聚酰胺膜的结构设计及改性策略

由活性层和支撑层组成的薄层复合(TFC)聚酰胺(PA)膜,是目前广泛应用于纳滤、反渗透、正渗透和压力延迟渗透过程中的高性能脱盐膜,具有水通量大和截盐率高等优异性能。然而,由于TFC-PA膜存在活性层疏水性强、支撑层孔径大等特点,致使TFC-PA膜在实际使用过程中极易受到膜污染,制约了TFC-PA膜的进一步推广和使用。本文讨论分析了TFC-PA膜的结构特点和表面性质,总结归纳了在不同膜过程中TFC-PA膜污染形成的原因及特点,详细论述了国内外抗污染TFC-PA膜的研究进展。本文重点介绍了活性层抗污染改性和支撑层抗污染改性方法,并对其抗污染机理以及存在的问题进行了阐述与分析,最后对抗污染TFC-PA膜的结构设计与表面改性策略进行了总结及展望。     

聚酰胺PACM12-PA66共聚物的制备及其性能研究

以4,4'-二胺基二环己基甲烷、十二碳二酸、己二酸己二胺盐为反应单体制备了(亚氨基-1,4-亚环己基亚甲基-1,4-亚环己基亚氨基十二碳二酰)-co-(亚氨基亚己基亚氨基己二酰)共聚物材料(PACM12-PA66),并研究了其光学性能和力学性能.光学性能研究表明,当PACM12含量高于40%时,为可见光(400~800 nm)透光度良好的高分子材料,其透光度与纯PA PACM12材料相当;共聚物材料的折光指数随PACM12含量的降低而略微增加.XRD结果分析表明,随PACM12含量的降低共聚物材料的晶粒尺寸变大,这是透光度降低的原因.力学性能研究表明,共聚物材料拉伸强度和冲击强度随PACM12含量的降低而增加.当PACM12含量为40%时,共聚物材料拉伸强度值(64.28 MPa)和冲击强度值(14 kJ/m2)分别比纯PACM12材料提高了16%和33%.     

取向对聚左旋乳酸/聚右旋乳酸复合物纤维结晶性能的影响

通过熔融纺丝的方法制备了PLLA/PDLA复合物初生纤维,在60℃拉伸获得高取向的牵伸纤维.采用X-ray散射为主要表征手段,结合差示扫描量热(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术,系统研究了不同初始结构的PLLA/PDLA复合物纤维在不同温度下的结晶行为,重点阐明了取向对PLA复合物纤维结晶结构的影响.结果表明,取向促进复合物纤维中立构晶的形成;将纤维升温至200℃停留3 min后,再进行降温,降温过程中,高度取向的牵伸纤维只有立构晶形成,而初生纤维则在150℃左右出现α晶,表明纤维中取向的立构晶会抑制α晶的形成.综合实验结果发现,通过低温牵伸初生纤维,然后高温(α晶熔点以上)退火,可制备出高取向且具有高立构晶含量的PLLA/PDLA复合物纤维.     

阴离子聚合PA6与苎麻纤维复合反应中的阻聚与变色机理的研究

通过浇注成型的方法研究并发现了苎麻纤维与阴离子聚合尼龙6(APA-6)反应加工过程中严重的阻聚和变色问题.为了分析阻聚和变色的机理并寻找解决方案,选取了3种不同的引发剂(氢氧化钠、己内酰胺钠盐和己内酰胺溴化镁)分别与微晶纤维素(MCC)在150℃的真空条件下反应.然后分别采用傅里叶变换红外光谱、原子吸收光谱、X-射线衍射和核磁共振波谱表征了引发剂和MCC反应前后的变化.结果证明,阻聚和变色的机理是在强碱性和高温条件下,纤维素发生了剥皮反应,产生的副产物又极易与引发剂反应,因此导致APA-6中起引发作用的己内酰胺阴离子被消耗,从而使得聚合反应终止.另外,由于己内酰胺溴化镁(C1)的低活性和弱碱性,使得剥皮反应很大程度的降低,进而避免了引发剂阴离子的消耗,从而使得阻聚和变色问题得到明显改善,最终实现了通过反应加工的方法制备APA-6与苎麻纤维复合材料的目的.     

界面预湿处理对异质增强型PVDF中空纤维膜结构与性能的影响

以熔融纺丝聚氯乙烯(PVC)中空纤维多孔膜为增强体,聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,配置铸膜液,采用同心圆牵引-涂覆法制备了异质增强型PVDF中空纤维膜.制备过程中,采用预湿溶液对增强体基膜表面进行预处理,研究了预湿溶液组成及含量对异质增强型PVDF中空纤维膜结构与性能的影响.结果表明,未经预湿处理的异质增强型PVDF中空纤维膜具有较厚的致密界面层;预湿溶液可对基膜表面孔起到保护作用,使异质增强型PVDF中空纤维膜的界面层变薄或形成多孔界面层,有益于改善增强型PVDF中空纤维膜的通透性能;与二甲基乙酰胺(DMAc)水溶液相比,以乙醇水溶液为预湿溶液所得异质增强型PVDF中空纤维膜的性能较优;当预湿液中乙醇含量为60 wt%时,所得增强型PVDF中空纤维膜的渗透性能较优,拉伸强度可达8.61 MPa.     

静电纺丝制备YVO4:Sm3+纳米纤维及其荧光光谱性能

采用静电纺丝技术与高温煅烧工艺相结合,以氧化钐、氧化钇、偏钒酸铵和聚丙烯腈为主要原料,制备稀土离子掺杂的YVO4:Sm3+纳米纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FT-IR)、热重-差热(TG-DTA)和荧光光谱(PL)等分析测试手段对所得样品的结构、形貌和荧光光谱性能进行表征。研究结果表明:静电纺丝制备的有机-无机复合纤维的直径在200~250 nm之间,经过900℃热处理后,所得YVO4:Sm3+样品纤维状结构保持完好,直径减至100 nm。掺杂的稀土Sm3+离子在YVO4纤维中显示出特征发射,同时VO3-4和稀土Sm3+离子之间存在能量传递;Sm3+的掺杂浓度为2%(摩尔分数)时发光强度最大。     

Tb3+掺杂Ca2Y8（SiO4）6O2荧光纳米纤维制备及发光性能

采用静电纺丝技术结合高温煅烧工艺,制备了稀土铽离子掺杂的氧基磷灰石型硅酸盐[Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb3+]荧光纳米纤维。利用XRD,FT-IR,TG-DTA,SEM,HRTEM和荧光光谱仪等分析测试手段对样品的组成、结构和性能进行了表征。结果表明:前驱体纤维经800℃煅烧4 h后,获得的Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb3+荧光纳米纤维,属于六方晶系,P63/m空间群,其平均直径为100 nm。在245 nm的紫外光激发下,Tb3+的发射光谱由蓝光区和绿光区两部分组成,前者在382,417和438 nm处的发射峰对应于Tb3+的5D3→7FJ(J=6,5,4)跃迁;后者在489,545,590和622 nm处的发射峰对应5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁,其中以5D4→7F5(545 nm)跃迁的发射峰为最强,呈现绿光特性,Tb3+的光致发光衰减曲线符合单指数行为,其荧光寿命达2.65 ms。     

牛血清白蛋白与十二烷基硫酸钠作用的机理

利用电动势法得到了牛血清白蛋白(BSA)与十二烷基硫酸钠(SDS)相互作用的结合等温线. 通过四阶导数紫外光谱法和荧光光谱法研究了相互作用过程中芳香族氨基酸残基微环境极性的变化. 通过研究发现, 随着SDS浓度的逐渐增大, SDS在BSA上的平均结合数(v)逐渐增大, 色氨酸(Trp)残基所处微环境的极性在减弱后保持基本不变, 酪氨酸残基所处微环境的极性在明显增强后稍有减弱, 苯丙氨酸残基所处微环境的极性略有增强. 结果表明, 当v由0增大到14时, SDS主要结合在BSA的Trp-213附近并逐渐形成聚集体, 从而诱导BSA由结构域ⅡA 开始逐渐展开. 此后, SDS呈正协同作用的特点与BSA 结合, v急剧增大. 当v约为302 时, SDS在BSA上的结合基本达到饱和, BSA的构象趋于稳定.