螯合吸附材料ASA-PGMA/SiO2对稀土离子的吸附性能研究

采用静态吸附法研究了ASA-PGMA/SiO2对稀土离子的螯合吸附性能、吸附动力学和热力学。实验结果表明,其对稀土离子的吸附能力分别为:La3+:38.6 mg.g-1,Pr3+:39.6 mg.g-1,Nd3+:41.8 mg.g-1,Sm3+:42.8 mg.g-1,Tb3+:46.2 mg.g-1。吸附等温模型符合Lang-muir型单分子层吸附。介质pH值对材料的吸附能力有很大影响,pH值为6时吸附量最大。以盐酸为洗脱剂,当酸度为0.1 mol.L-1时,洗脱率为99.8%。连续吸附-脱附实验表明,ASA-PGMA/SiO2重复使用10次后,吸附能力变化很小。     

在CPS微球表面固载氨基酚型双齿席夫碱氧钒(Ⅳ)配合物及其催化氧化性能

使乙醛酸(GA)与氯甲基化交联聚苯乙烯(CMCPS)微球发生酯化反应,将醛基(AG)引入交联聚苯乙烯(CPS)微球表面,得到改性微球CPS-AG;再以间氨基苯酚(MAP)为试剂,使微球CPS-AG表面的AG发生席夫碱反应,制得了表面键合有氨基酚型双齿席夫碱配基的功能微球CPS-AGAP;最后,使微球CPS-AGAP与硫酸氧钒发生配位螯合反应,获得了表面固载有氨基酚型双齿席夫碱氧钒(Ⅳ)配合物的固体催化剂微球CPS-[VO(AGAP)2]。重点考察了主要因素对GA与CMCPS微球的酯化反应的影响。采用红外光谱(FT-IR)、固体紫外(UV)及扫描电子显微镜(SEM)对催化剂微球进行了充分表征。分别将微球CPS-[VO(AGAP)2]用于环己醇和乙苯的分子氧氧化过程,考察其催化活性。实验结果表明,溶剂的极性有利于GA与CMCPS微球之间的酯化反应,极性较强的N,N-二甲基乙酰胺为适宜的反应溶剂,90℃为适宜的反应温度。在适宜的反应条件下,CMCPS微球的氯甲基转化率可以达到82%。在分子氧氧化环己醇和乙苯的过程中,非均相催化剂CPS-[VO(AGAP)2]微球均表现出良好的催化活性。     

固定化青霉素酰化酶新型载体PEI/SiO2的制备及其特性

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷的媒介, 将聚乙烯亚胺(PEI)化学偶联在硅胶微粒表面, 制备了固定化青霉素酰化酶的新型复合载体PEI/SiO2, 最终制得了活性高且稳定性好的固定化青霉素酰化酶. 通过测定复合载体表面PEI的偶合量, 考察了各种反应条件对复合载体制备的影响规律; 通过红外光谱与电导滴定法测定, 对复合载体表面的化学结构与组成进行了表征; 为探索复合载体PEI/SiO2固定化酶的作用机理, 测定了复合载体在固定化酶前的ζ电位. 研究结果表明, 通过氯丙基硅烷偶联剂的媒介, 聚胺大分子PEI可以充分地被化学偶联在SiO2表面, 键合量可达到15%. 偶联反应的适宜条件: 反应温度90-94 ℃; 反应时间5h; PEI的质量浓度0.45-0.50 g/mL. 由于PEI分子链中含有大量氨基, 少量的共价键联与大量的物理吸附相结合, 既可使青霉素酰化酶被快速稳定地固定化, 又能很好地保持酶的构象, 使其具有较高的催化活性与活力回收率, 而且具有良好的连续操作稳定性, 重复使用15次, 固定化酶的活性可稳定地保持在初活性的87.5%水平上.     

丙烯酰胺与4-乙烯基吡啶共聚物的季胺化及其若干性能

将丙烯酰胺 (AM)与 4 乙烯基吡啶 (4VP)的共聚物 (P(AM co 4VP) )用硫酸二甲酯季铵化 ,制备了系列吡啶季铵盐型阳离子丙烯酰胺共聚物 ,用FTIR、1 H NMR和紫外分光光度法表征了其分子结构与组成 ,并重点研究了其絮凝与缓蚀性 ,考察了阳离子度与分子量对其各种功能的影响 .研究结果表明 ,吡啶季铵盐型阳离子丙烯酰胺共聚物具有优良的絮凝 缓蚀等功能 ,且阳离子度越高 ,性能越好 ,而分子量对其性能亦有显著的影响 .     

季鏻盐型三相相转移催化剂的制备及其化学结构与相转移催化活性的关系

 使用两种 ω-氯代酰氯 (氯乙酰氯与氯丁酰氯) 对交联聚苯乙烯微球 (CPS) 进行 Friedel-Crafts 酰基化反应,使用 1,4-二氯甲氧基丁烷对 CPS 微球进行氯甲基化反应, 分别将可交换的氯引入 CPS 微球表面, 制备了化学改性的 CPS 微球. 然后使用三苯基膦对改性微球进行季鏻化反应, 制备了间隔臂 (spacer arm) 长度不同的三种季鏻 (QP) 盐型三相相转移催化剂 QP-CPS. 考察了主要反应条件对制备过程的影响, 并以氯化苄与乙酸钠合成乙酸苄酯的反应体系作为三相相转移催化的模型体系, 初步考察了 QP-CPS 的相转移催化活性,探索了催化剂结构与相转移催化活性的关系. 结果表明, 季鏻盐的化学稳定性较差,在制备过程中需控制反应时间与温度, 且宜选用极性较高的溶剂. 季鏻盐型三相相转移催化剂 QP-CPS 对乙酸苄酯的合成具有较高的催化活性, 在液-固-液之间可有效地实现反应物种乙酸根的转移. 与季铵盐 (QN) 型三相相转移催化剂 QN-CPS 相比, 季鏻盐型三相相转移催化剂 QP-CPS 具有更高的相转移催化活性. 间隔臂越长, QP-CPS 的相转移催化活性越高, QP-CPS 的亲水和亲油性能对相转移催化活性也有很大的影响.     

在胶束溶液中铈盐引发制备双亲嵌段共聚物PSt-b-PVP及其表征

采用过氧化氢-硫酸亚铁的氧化还原引发体系,首先使苯乙烯(St)在乳液聚合体系中进行均聚合,制得了端羟基聚苯乙烯(PSt-OH),然后将PSt-OH增溶于十二烷基硫酸钠的胶束溶液中,在硫酸铈铵的引发作用下,使水溶液中的N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在PSt-OH端羟基部位发生嵌段共聚合,制得了双亲嵌段共聚物PSt-b-PVP。采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热(DSC)等手段对嵌段共聚物的组成与结构进行了表征。结果表明:在Ce(Ⅳ)盐的氧化作用下,增溶于胶束中的端羟基聚苯乙烯端会在端基产生自由基,顺利地实现NVP的嵌段共聚合反应。随着共聚合时间的延长,共聚物PSt-b-PVP大分子链中亲水嵌段PVP的比例不断增大。     

聚砜阴离子交换膜的制备及结构与性能研究

以1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB)为氯甲基化试剂,使聚砜(PSF)发生氯甲基化反应,制得了氯甲基化聚砜(CMPSF),考察了主要因素对聚砜氯甲基化反应的影响,并使用FTIR及1H-NMR等法对CMPSF的化学结构进行了表征.采用三乙胺(TEA)、三丙胺(TPA)及三丁胺(TBA)等3种叔胺对CMPSF进行了季铵化反应,并以4,4′-联吡啶为交联剂实施了交联反应,制备了聚砜阴离子交换膜(PSFAEM).测定了交换膜PSFAEM的主要性能,包括离子交换容量(IEC)、含水量(WC)及膜电阻(Rm).实验结果表明,使用BCMB,聚砜的氯甲基化反应可顺利进行,以氯仿为溶剂,以SnCl4为Lewis酸催化剂,可制得氯甲基化程度为1.75mmol/g的CMPSF.交换膜PSFAEM的IEC、WC及Rm与季铵化反应时间及叔胺的种类密切相关.季铵化反应时间相同时,采用烷基中碳原子数少的叔胺TEA所制备的交换膜具有高的IEC与WC,低的Rm;使用同一种叔胺时,随季铵化反应时间的增长,交换膜的IEC与WC增大,Rm减小.     

聚4-乙烯基吡啶与Cu(Ⅱ)离子配合过程及配合物的结构

采用粘度法确定了聚4-乙烯基吡啶(P4VP)在乙醇/水混合溶剂中的临界交迭浓度c*, 分别在稀溶液与亚浓溶液浓度范围内, 采用光谱法与电导滴定法研究了P4VP与Cu(II)离子的配合过程及配合物的结构, 通过红外光谱(FTIR)对配合物的化学结构进行了表征, 并用差示扫描量热法(DSC)测定了配合物的热性能. 结果表明, 对于相对分子质量为1.06×105的P4VP, 其c*为15 mmol•L−1(按P4VP中的链节量计算). 在稀溶液中P4VP与Cu(II)离子形成可溶性的分子内配合物, 表观配位数为9~10；在亚浓溶液中, P4VP与Cu(II)离子发生分子间配合作用, 由于配位交联, 形成不溶性的配合物P4VP-Cu(II), 配位数为3. P4VP与Cu(II)离子形成配合物后, 玻璃化温度明显提高.     

强阴离子型丙烯酰胺共聚物P(AM-co-NaAMPS)的结构与性能

在水介质中实施了丙烯酰胺 (AM)与 2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸钠 (NaAMPS)的溶液共聚合 ,制备了组成系列变化的强阴离子型共聚物P(AM co NaAMPS) ;通过红外光谱法与元素分析法对共聚物的组成进行了表征 ;稀释外推粘度法测定了共聚物的特性粘数及Huggins常数 ;测定了共聚物纯水溶液及盐水溶液的表观粘度及高温下共聚物盐水溶液的粘度保持率 ;重点考察了共聚物的结构与组成对其各种性能的影响规律 .实验结果表明 ,在聚丙烯酰胺 (PAM)分子主链上引入NaAMPS链节后 ,磺酸根的强阴离子性与庞大侧基的位阻效应 ,赋于共聚物P(AM co NaAMPS)以优良的溶解、增稠、耐温与抗盐性能 ,且这些性能随共聚物的结构与组成的改变发生规律性的变化 .     

氨基-铈盐氧化还原体系引发对苯乙烯磺酸钠在硅胶微粒表面的接枝聚合

使用偶联剂γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AMPS)对微米级硅胶微粒进行表面化学改性,将氨基引入硅胶微粒表面,构成氨基-Ce(Ⅳ)盐氧化-还原引发体系。研究了在其作用下对苯乙烯磺酸钠(SSS)在硅胶微粒表面的接枝聚合,制得了具有较高接枝度(18g/100g)的接枝微粒PSSS/SiO2。采用FTIR、SEM及TGA等方法对接枝微粒进行表征。考察了对该表面引发接枝聚合体系接枝度影响的主要因素。结果表明,氨基-Ce(Ⅳ)盐体系可以有效地引发乙烯基单体在固体微粒表面的接枝聚合,氨基的质子化对产生自由基的引发步骤具有负影响;为提高PSSS的接枝度,引发剂溶液(铈盐+硫酸)宜采用滴加的方式加入;适宜的单体浓度为14(wt)%;接枝聚合宜在50℃下进行。接枝微粒PSSS/SiO2是一种功能复合微粒,凭借离子交换作用,对重金属离子和稀土离子均可产生强的吸附作用。