球形木素基离子交换树脂的合成及其对Cr3+的吸附特性

以木素磺酸钙为原料,利用反相悬浮聚合技术在一种价廉无毒的介质相中制备出球状木质素基离子交换树脂,并讨论了它对Cr3 的吸附性能。结果表明,树脂对低浓度Cr3 的吸附效果好,前期吸附速度快,40min后吸附速率趋缓;升高温度能明显提高前期吸附速率,饱和吸附量约为60mgCr3 /g干树脂,而且树脂在较宽的弱酸性范围内表现出良好的吸附性能。     

纳米CaCO3的改性、表面结构与流变行为研究

采用铝锆偶联剂和棕榈酸改性纳米CaCO₃ 粉体. 借助 XRD, FTIR, 接触角及流变学等测试方法对纳米CaCO₃ 的表面结构进行表征. XRD 分析表明: 改性纳米 CaCO₃保持原样品完整的体相结构, 为方解石型纳米微晶. FTIR 分析证明: 表面改性剂与纳米 CaCO₃ 表面是以化学键合和物理吸附方式相结合, 粒子表面存在羧基等有机官能团的红外吸收特征. 通过测定苯和水在改性纳米CaCO₃粉末压片上的接触角, 计算了改性纳米 CaCO₃的表面能和极性分量, 并与未改性纳米CaCO₃ 进行比较. 结果表明, 经表面改性, 纳米 CaCO₃ 的表面能和极性分量明显降低, 其在有机溶液中的吸附功增大, 界面张力大大降低; 经棕榈酸改性的纳米 CaCO₃ 表现出较好的亲油疏水性, 而铝锆偶联剂改性的纳米 CaCO₃ 同时具有亲水性和亲油性. 以液体石蜡为溶剂, 研究了表面改性对纳米CaCO₃悬浮液流变行为的影响. 实验发现: 经过表面处理, 纳米 CaCO₃ 粉体悬浮液流变行为发生较大的变化, 稳态剪切黏度大大降低, 表现出较小的动态弹性储能模量和黏性损耗模量, 而损耗因子较大.     

磺甲基化木质素的辣根过氧化物酶催化聚合研究

以碱木质素为原料,采用磺甲基化反应,得到磺甲基化木质素(SAL),并进一步采用辣根过氧化物酶(HRP)催化以提高其分子量,制备了高分子量高磺化度磺甲基化木质素(HPSAL).采用凝胶渗透色谱、红外光谱、核磁共振氢谱、紫外光谱和顶空气相色谱等研究了改性前后SAL的结构特征.结果表明,经HRP催化后,与SAL相比,HPSAL的重均分子量和磺化度显著增加,分别提高20倍和30%以上,羧基含量升高,而甲氧基和酚羟基含量降低.HRP使SAL形成酚氧自由基,活化其酚羟基的邻、对和侧链Cβ位,增加磺化反应活性,而磺化度的提高又有利于增加HRP催化SAL的聚合反应活性,其聚合方式主要为β-O-4'、β-β'、β-1'和β-5'联结.分子模拟结果表明,甲氧基含量的降低和磺酸基含量的增加能显著提高以β-O-4'连接键为主的聚合反应活性.     

酚羟基对木质素吸附层致密程度的影响

研究了酚羟基对木质素在固液界面上形成的吸附层致密程度的影响及作用机理.通过对碱木质素(AL)进行乙酰化处理制备了酚羟基含量显著减少的乙酰化木质素(ACAL).借助耗散型石英晶体微天平(QCM-D)研究了溶液环境中AL和ACAL所形成的单层吸附膜致密程度的差异,结合紫外-可见光光谱仪(UV)和原子力显微镜(AFM)研究了AL和ACAL分别与聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDAC)交替自组装所形成的多层吸附膜的致密程度在干燥状态下的差异.结果都表明,酚羟基的存在会使木质素吸附层致密程度降低.分析认为,酚羟基的存在不利于木质素中的芳香环形成共面结构,酚羟基含量降低后会引起芳香环间的共面性增强,促进形成致密的π-π堆积,从而使得木质素吸附层致密程度增大.     

球形纤维素吸附剂对Cu~(2+)的吸附动力学与热力学研究

以离子液体([Bmim]Cl)为反应介质,丙烯酸为单体,对纤维素进行均相接枝共聚,并采用油包水反相悬浮技术制得球形纤维素吸附剂。采用静态吸附实验方法研究了该吸附剂对水溶液中Cu2+的吸附性能,包括各种因素(溶液pH值,溶液初始浓度,吸附时间,吸附温度)对吸附效果的影响。研究结果表明,适当提高溶液pH值,增加溶液初始浓度,以及延长吸附时间都有利于改善吸附效果;球形纤维素吸附剂对Cu2+的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附过程是自发的放热过程;吸附剂对Cu2+的吸附符合二级吸附动力学模型,吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散联合控制。球形纤维素吸附剂对Cu2+的具有很好的吸附性并具有良好的再生性能,可以循环使用。     

一种检测低浓度化学需氧量的双波长光谱方法

提出了一种基于双波长光谱法快速测定低污染水样的化学需氧量(COD)的方法.结果表明:对低COD样品采用440和560 nm双波长的测定方法可有效地提高可靠性和检测灵敏性.该法的灵敏度(即定量检测下限)为8.6 mg·L-1;在低COD范围标样(≤100mg·L-1)的准确性对比测定相对标准误差在2%～15%的范围内.另外,该方法不需要用标准样品进行校正,可以通过光谱法检测消解液中重铬酸根的消耗直接计算出样品的COD值,使实验步骤得到了进一步的简化.     

蓖麻油基巯烯基紫外光固化胶粘剂的研制与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、蓖麻油(CO)、丙烯酸羟丙酯(HPA)为原料,采用熔融缩聚法合成出端丙烯酸酯基预聚体;同时以CO和3-巯基丙酸(3-MPA)为原料采用酯化反应合成出端巯基光引发单体。将端不饱和双键聚氨酯丙烯酸酯预聚体与所制备巯基丙酸酯按一定比例复合,加入光引发剂,在紫外光照射下,预聚体中双键与光引发单体中巯基发生巯基-烯点击反应,制得聚氨酯丙烯酸酯固化膜。采用核磁共振氢谱(1 HNMR)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)和光量热系统(Photo-DSC)等手段对合成预聚体、巯基丙酸酯及固化膜结构和性能进行了分析表征。结果表明:在紫外光辐照下,预聚体中不饱和双键与巯基化合物中巯基间发生了自由基加成反应,固化时间在60s以内,且所制备UV固化膜具有良好的机械性能和热稳定性。     

壳聚糖在1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐溶液中的流变行为

离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM]Ac）对壳聚糖具有良好的溶解能力。利用新一代旋转流变仪哈克MARS-Ⅲ考察了壳聚糖-[EMIM]Ac溶液的稳态流变和动态流变性能。稳态流变结果表明：当低黏均分子量壳聚糖离子液体溶液的质量分数在3%以下时,溶液呈牛顿性流体特征,高于此质量分数时溶液呈假塑性流体特征;壳聚糖离子液体溶液的黏度、结构黏度指数随着温度升高而降低;在同一质量分数下,溶液黏度随壳聚糖黏均分子量的增大而增加,溶液的恒剪切活化能黏流活化能随着剪切速率的增大而降低。动态流变结果表明：溶液的储能模量和损耗模量随着温度的升高而下降,储能模量与损耗模量存在一个交叉点,该交叉点随着温度升高向高频区移动。     

用双波长可见光谱法快速测定半纤维素提取液中糖的含量

传统的Douglas比色法(间苯三酚-冰醋酸显色法)只能测定水溶性聚戊糖或戊糖,该研究对上述方法进行了改进,通过采用双波长技术实现对总糖和戊糖、己糖含量的同时测定。研究发现,425 nm是戊糖和己糖的等摩尔吸收波长,553 nm是戊糖的特征吸收波长,以上述二波长为基础大大简化了双波长法的计算公式。半纤维素提取液中干扰物质的光谱结果显示,提取液中的木素和葡萄糖醛酸对戊糖和己糖的测定结果都没有显著干扰。结果表明,该方法测定总糖和戊糖、己糖的含量都具有较高的精度和准确性,回收率为97.4%~101.9%。该方法简单、快速,非常适用于阔叶木和禾本科植物半纤维素提取液中混合糖含量的同时测定。     

纳米木质素/二氧化硅基微胶囊的制备及在自愈合涂层中的应用

利用磷酸化改性木质素/二氧化硅复合纳米颗粒(PAL/SiO₂)作为壁材包埋活性组分异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备微胶囊(PAL/SiO₂-IPDI). 通过加入少量反应活性更高的聚合多甲基多二异氰酸酯(PMDI), 与水反应形成聚脲, 以增加微胶囊的壁厚. 采用光学显微镜、 扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度分析仪(DLS)研究了PAL/SiO₂复合纳米粒子掺杂量, 水油比和剪切速率对微胶囊表面形貌、 粒径和壁厚的影响. 结果表明, 所制备的微胶囊呈现规整球形, 壁厚为2.36~3.50 μm, 平均粒径为40.3~201.5 μm. IPDI作为芯材包埋在微胶囊中, 芯材含量约为82.8%. 将制备的PAL/SiO₂-IPDI微胶囊添加到环氧树脂中得到自愈合环氧树脂涂层. 其在高盐浓度溶液中的抗侵蚀测试结果显示, 添加质量分数4%的PAL/SiO₂-IPDI微胶囊的环氧树脂涂层在划破后能够快速愈合, 显著降低基底的腐蚀电流和腐蚀速率. 纳米压痕实验表明, 环氧涂层的硬度为249.99 MPa, 而添加PAL/SiO₂-IPDI微胶囊后硬度增加到302.98 MPa, 弹性模量也有提高.