以二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵为模板剂制备多孔钛材料

以碱木质素为原料合成二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵两性表面活性剂,并以其为模板剂采用溶胶-凝胶法制备多孔钛材料。结果表明:二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵含氮量为1.360%,含硫量1.860%;红外光谱和1H NMR证实产物中存在磺化和季胺的化学结构。溴酚蓝和亚甲基蓝实验表明二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵具有两性化合物结构,溶于碱性、中性和稀酸溶液。随着模板剂与钛酸正丁酯的质量比增加,多孔钛材料的比表面积加大;继续增加模板剂的量,多孔钛材料的比表面积下降。多孔钛材料孔径分布范围较宽,为晶态,主要以锐钛矿形式存在。煅烧后的多孔材钛料中有TiO2特征吸收峰,也有少量残留的木质素。当二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵与钛酸正丁酯的质量比为0.65∶1、煅烧温度为450 ℃时,可得到最大比表面积、锐钛矿晶态的多孔钛材料。      

球形三甲基木质素季铵盐的制备与絮凝性能分析

以三甲基木质素季铵盐为原料,司盘60为分散剂, 甲醛为交联剂,用反相悬浮法合成了球形三甲基木质素季铵盐,再用激光粒度仪、扫描电镜和红外光谱仪对其进行表征,并以酸性黑ATT为模型物,考察了球形三甲基木质素季铵盐对酸性染料的絮凝性能。结果表明:合成球形三甲基木质素季铵盐的最佳实验条件为分散剂司盘60用量2.5%、甲醛质量分数11%、反应时间1 h、搅拌速度100 r/min;产物平均粒径为0.161 mm;在pH值1~2的条件下,球形三甲基木质素季铵盐对酸性黑ATT染料溶液脱色率为94.09%,而三甲基木质素季铵盐絮凝在最佳pH值 3~4时脱色率为78.82% ;球形三甲基木质素季铵盐对质量浓度0.1 g/L酸性黑ATT的最佳投加量为0.1 g,而三甲基木质素季铵盐为0.3 g。      

甲醛交联木质素季铵盐--尿素的制备及缓释性能

为了探究木质素季铵盐包埋尿素的优化制备条件及其在缓释肥生产中的应用,以三甲基木质素季铵盐(L-QA)为原料、甲醛为交联剂、司盘80为分散剂,采用反相悬浮法制备甲醛交联木质素季铵盐-尿素(FCL-QA-U)颗粒,并通过傅里叶红外光谱表征其结构,探讨交联剂用量、转速、反应时间和分散剂用量等因素对尿素包埋率的影响,以得到最佳制备工艺条件及产品,再利用水溶试验和土柱淋溶试验测定其缓释性能。结果表明: 尿素被包埋在三甲基木质素季铵盐中;L-QA含氮量为1.98%,FCL-QA-U含氮量为3.27%。制备FCL-QA-U颗粒的最佳工艺条件为甲醛用量2 mL、转速300 r/min、反应时间2 h、司盘80用量1 mL,在此条件下制备的FCL-QA-U颗粒的尿素最大包埋率为64.77%。 FCL-QA-U颗粒的缓释结果符合我国缓释肥料GB/T 23348—2009的要求,是一种既有理论价值又有应用价值的缓释化肥。      

木质素基聚电解质薄膜的制备及其力学性能

目的对工业废弃碱木质素改性制备阳离子木质素聚电解质,将其与聚乙烯醇改性产物羧甲基化聚乙烯醇复合制备聚电解质复合薄膜。分析不同因素对聚电解质薄膜力学性能的影响,并对薄膜结构、热稳定性等进行表征,为木质素基聚电解质在缓释、地膜、包装方面的应用提供理论依据。方法首先对木质素和聚乙烯醇分别进行季铵化和羧甲基化改性,制备阴、阳离子聚电解质。以甲醛为交联剂,聚乙烯醇为成膜剂,采用流延法制备三甲基木质素季铵盐/羧甲基化聚乙烯醇(TLQA/CMPVA)反应薄膜,通过红外光谱、扫描电镜、热重分析等对聚电解质薄膜结构、形貌、热性能进行表征。结果木质素季铵盐中季铵根离子质量摩尔浓度为1.81 mmol/g,羧甲基化聚乙烯醇中羧酸根离子为0.62 mmol/g。制备具有较佳力学性能的聚电解质薄膜的条件为:TLQA/CMPVA反应薄膜的固含量为10%,固含中聚乙烯醇(PVA)质量分数为30%,三甲基木质素季铵盐(TLQA)和羧甲基化聚乙烯醇(CMPVA)(质量比为3:7)的质量分数为70%,甲醛加入质量分数为3.88%,溶液pH值为9。所制备聚电解质反应薄膜的最佳断裂伸长率为222.13%,拉伸强度为6.80 MPa。聚电解质反应薄膜的平面较光滑,断面不平整,聚电解质共混薄膜平面粗糙。聚电解质反应薄膜分子结构中有醚键形成;聚电解质反应薄膜的热稳定性大于聚电解质共混薄膜的热稳定性。结论木质素和聚乙烯醇改性后,通过加入成膜剂聚乙烯醇、交联剂甲醛,聚电解质薄膜热稳定性得到提高,可获得具有较好力学性能和缓释性能的TLQA/CMPVA聚电解质反应薄膜。      

多孔吸附光催化复合材料的制备及其处理含汞废水的研究

以凹凸棒土和活性污泥作为原材料,制备多孔载体。考查了活性污泥与凹凸棒土的不同比例、煅烧温度、保温时间和造孔剂量等因素,分析了样品的抗压强度、表观强度、真密度和孔隙率,确定了最佳制备条件为：凹凸棒土与活性污泥的混合比例为2∶3,添加5%的碳酸氢铵作为造孔剂,在1 100℃下保温1 h。最后,采用溶胶-凝胶法在多孔载体上负载二氧化钛,制备出多孔吸附光催化复合材料。     

TiO_2纳米管的制备方法

研究了几种制备TiO2纳米管的常用方法:模板法、水热法和阳极氧化法,并分析总结了每一种制备方法的优点和缺点。模板法中可以选择不同孔径的模板制备不同管径的TiO2纳米管,但不易合成孔径小的纳米管,且生成的TiO2纳米管长度不均;水热法操作比较简单,且制备的TiO2纳米管管径小,但其产物的形成机理、成分等方面还存在争议;阳极氧化法可制备排列有序的TiO2纳米管,但价格昂贵。     

SrTiO3纳米线的溶胶-凝胶模板法制备与表征

采用二次阳极氧化法制备多孔阳极氧化铝(AAO)模板,通过溶胶-凝胶模板法在AAO模板的孔洞中制得SrTiO3纳米线,用XRD,EDS,SEM,TEM和SAED对纳米线的结构、成分和形貌进行表征. 结果表明:AAO模板孔洞相互平行,孔径大小均一,所得纳米线长约13 μm,直径约70 nm,含有Al,O,Sr,Ti 4种元素,为立方相多晶结构.     

啶虫脒-木质素季铵盐-膨润土缓释剂的制备及性能

为了提高木质素产品的附加值,以木质素季铵盐为改性剂、钠基膨润土为原料,制备了不同季铵盐载量的膨润土。通过FTIR表征改性膨润土结构,并采用XRD分析其底面间距。以啶虫脒为药物释放的对象、改性膨润土作为释放的主要载体,利用浸渍吸附的方法制备出了啶虫脒缓释剂,并研究其缓释性能。结果表明:啶虫脒在改性膨润土上的吸附量随着木质素季铵盐载量的增加而先增大后减少。当木质素季铵盐载量相当于膨润土阳离子交换容量(CEC)的0.8倍时制备的改性膨润土(L-0.8Bt)对啶虫脒的吸附效果最佳,最大吸附量为315 mg/g。制备啶虫脒缓释剂的最佳工艺条件为L-0.8Bt用量0.02 g、吸附时间4 h、啶虫脒质量浓度500 mg/L、pH值6。药水比例和温度对载药L-0.8Bt的缓释快慢有一定影响。      

玉米秸秆和小麦秸秆生物炭的热稳定性及化学稳定性

为探究秸秆类农业废弃物所制备生物炭的稳定性,以玉米秸秆和小麦秸秆为原料,分别在200℃和500℃下制备生物炭,通过元素分析、傅里叶红外光谱分析、热重及差热分析等分别探究了生物炭的理化性质及热稳定性。结果表明:玉米秸秆因木质素含量较小麦秸秆高,相同温度下制备的生物炭的热稳定性更高。NaClO、H_2O_2和KMnO4三种氧化剂对生物炭的氧化结果表明,秸秆类生物炭的抗氧化性不仅与高木质素含量有关,且受矿物保护的影响。尤其是在KMnO4体系中,木质素和纤维素含量低、灰分含量高的麦秆及其生物炭的化学稳定性更强,表现出了与热稳定性不同的规律。此外,较高温度下制备的生物炭表现出较强的抗氧化能力,具有较大的碳封存潜力。     

基于杉木模板的Zn2+掺杂TiO2的光催化性能研究

  目的  针对木材加工行业带来的加工剩余物浪费问题,本研究以杉木为模板,通过浸渍–煅烧的方法,制备具有木材分级多孔结构的Zn2+掺杂TiO₂复合光催化剂,利用木材加工剩余物的高值化利用的方式提高光催化材料的性能。  方法  以亚甲基蓝溶液为降解对象,探讨了不同的Zn2+掺杂对木材模板TiO₂的光催化活性的影响,并结合XRD、SEM、XPS、BET、TEM和UV-vis等表征分析探讨模板二氧化钛的光催化降解机制。  结果  以杉木为模板的Zn-TiO₂具有良好的孔隙结构,其晶型为锐钛矿型和少量的金红石型的混晶结构,平均晶粒尺寸为22.0 nm。掺杂的Zn2+取代了Ti4+的晶格的位置,使TiO₂吸收波长在可见光区发生红移。在紫外光照射条件下,杉木模板1.0%Zn-TiO₂对亚甲基蓝的降解效率最高,达到了99.31%,相比无模板TiO₂提升了27%,同时其禁带宽度相比于无模板TiO₂从3.08 eV减小至2.41 eV。在循环降解亚甲基蓝的实验中,5次降解效率均达到90%以上。  结论  采用木材模板法制备的Zn-TiO₂光催化降解有机污染物性能优异,具有良好的稳定性。木材独特的孔隙结构有利于光的吸收和传质,较高的比表面积为光催化提供了更多的活性位点。Zn2+与被替代的Ti4+由于半径和价态差异使晶格内产生晶格缺陷,抑制了光生电子–空穴的复合,增加了载流子的运输,从而提高光催化性能。将木材剩余物的加工与多孔无机材料领域相结合,对木材加工剩余物的功能化转变具有潜在的应用前景。      

微波辐照合成麦草碱木质素三甲基季铵盐的分散与絮凝性能

以造纸黑液中提取的麦草碱木质素为原料,在微波辐照下合成了麦草碱木质素三甲基季铵盐,检测其絮凝和分散性能。结果表明:麦草碱木质素三甲基季铵盐的表面张力随着质量浓度的增加而降低,当质量浓度为500 mg/L时,表面张力为63.64 mN/m,水溶液表面张力降低效果不明显;对碳酸钙颗粒具有一定的分散性能,可以将其作为阻垢剂使用;对酸性染料酸性红B和酸性橙GG均有脱色作用,且对酸性橙GG的脱色率更高;质量浓度为300 ～500 mg/L、pH值不高于3时,对质量浓度为1 000 mg/L的高岭土胶体颗粒悬浮液具有絮凝沉降作用。      

微波辐照下麦草碱木质素三甲基季铵盐的合成

为研究微波辐照下碱木质素的反应活性,以造纸黑液中提取的麦草碱木质素为原料,在微波辐照下合成麦草碱木质素三甲基季铵盐,并研究了反应温度、反应时间及催化剂等因素对合成的影响。初步确定合成条件为:温度75 ℃,反应时间25 min,不加催化剂（微波可替代催化剂）。并用酸性黑ATT染料溶液对麦草碱木质素三甲基季铵盐的絮凝性能进行了研究。结果表明:当麦草碱木质素三甲基季铵盐投加量为600 mg/L、pH值在1～2,5之间时,其对0,15 g/L酸性黑ATT的脱色率超过90%。      

2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的制备及其抗菌性分析

以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)和壳聚糖为原料制备水溶性的壳聚糖季铵盐2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HTCC),采用傅立叶红外光谱仪(FTIR谱图)和核磁共振仪(1H-NMR图谱)表征HTCC的结构,并进行抗菌性研究.结果表明,HTCC溶液和浸泡过HTCC的无纺布对大肠杆菌(Escherichia coli)和空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)有抑菌效果,其中对空肠弯曲菌的最低抑菌浓度(MIC)为8mg/mL,说明HTCC是一种具有应用潜力的高分子抗菌剂.     

竹浆残余木素在Co-salen仿酶系统催化氧化中的结构变化

为研究Co-salen仿酶清洁漂白技术,采用13C-NMR、1H-13C 2 D-HMQC、31P-NMR核磁共振分析了竹浆Co-salen仿酶处理前后残余木素的结构变化。结果表明:①残余木素苯环开环,甲氧基、酚羟基和脂肪族羟基含量减少,羰基含量增加;木素紫丁香基、愈创木 基结构单元减少,而对羟基苯基结构单元增加。②Co-salen仿酶系统催化氧化竹浆残余木素过程中, β-O-4、β-β、β-5、5-CH2-5’连接键断裂。      

落叶松树皮醇溶性红色素的制备及其稳定性

该文以落叶松树皮为原料,采用含水乙醇提取、分离、干燥等步骤,制备了醇溶性红色素,并对该色素的理化性质和稳定性进行了系统研究.结果表明:色素的产率为6.29%,色素溶 液具有原花色素的UV特征吸收光谱,分别在紫外光谱λmax为225～278 nm范围内有强吸收,在550、577 nm处有可见吸收峰.该色素的色价大于250,易溶于甲醇、乙醇、丙酮以及它们的含水溶剂.色素溶液在含水乙醇中稳定,在pH 3～8的酸性与弱碱性环境中较为稳定,日光照射不会引起色素溶液褪色,在低于100℃下、加热1 h之内,色素溶液颜色无明显变化.常见的无机离子如Ca2+、Ba2+、Na+、Mg2+、Cl-、SO42-等对色素溶液影响不明显,但Fe2+、Fe3+、Al3+会引起颜色发生较大改变.添加糖或浓度低于5%的酸和食盐等常用食品成分后,色素溶液颜色保持稳定.      

季铵盐乳化剂对透层乳化沥青存储稳定性的影响

采用激光粒度仪、Zeta电位测试仪等对制备的季铵盐乳化沥青的粒度分布和Zeta电位情况进行测试,分析了季铵盐乳化剂对乳化沥青粒度分布和Zeta电位的影响机理,探讨了乳化剂用量和pH值对透层乳化沥青存储稳定性的影响.结果表明：当乳化剂质量分数为1.6%、乳液pH值为4时,透层乳化沥青的存储稳定性最好.     

滴灌施肥条件下土壤水分和硝态氮的分布规律

用硝态氮含量为258 mg/L的肥料溶液在土上进行滴灌施肥试验,研究不同滴头流量(2,4,6L/h)、不同灌水施肥量(8,16,24 L)条件下,水分和硝态氮在土中的运移分布规律。结果表明,灌水施肥量为8 L时,随滴头流量增大,滴头周围地表积水区半径增大,水分径向运移距离增大、竖向入渗水量减小;当滴头流量为2 L/h时,随灌水施肥量增大,水分径向和竖向运移距离增大,径向运移距离增大幅度较竖向明显。滴灌施肥条件下硝态氮在土壤中的运移受对流作用控制;湿润体内土壤硝态氮含量随距滴头径向距离增大而减小,随距滴头竖向距离增大而增大,在竖向湿润锋附近有硝态氮累积现象;随滴头流量增大,硝态氮在土壤中的径向运移距离增大,0~25 cm土层滴头径向25 cm范围土壤硝态氮平均含量增大;随灌水施肥量增大,滴头径向15 cm范围0~15 cm土层土壤硝态氮含量增大1、7.5~30 cm土层硝态氮含量减小,过度增大灌水施肥量会导致土壤湿润锋附近硝态氮淋溶下渗。