β-环糊精/木粉接枝共聚物对Pb2+的吸附动力学和热力学研究

以柠檬酸为交联剂,利用酯化交联工艺将功能主体分子β-环糊精接枝到杨木木粉表面制备β-环糊精/木粉(β-CD/WF)接枝共聚物,并用红外光谱仪、热重分析仪和酚酞探针分子技术进行表征.以Pb2+为吸附质,β-环糊精/木粉接枝共聚物为吸附剂,系统探讨接触时间、pH值、Pb2+初始浓度对吸附效果的影响.采用准一级动力学方程、准二级动力学方程、颗粒内扩散模型、Langmuir吸附等温方程、Freundlich吸附等温线方程对试验数据进行拟合.结果表明:β-环糊精不仅被接枝于木粉表面而且可以体现出包合活性;在298 K时,β-环糊精/木粉接枝共聚物对Pb2+吸附平衡的接触时间为30 min,适宜pH值范围为4～8,平衡吸附量随Pb2+的初始质量浓度增加而增加;Pb2+的吸附过程符合准二级动力学方程,即以化学吸附为主,颗粒内扩散不是唯一的吸附速率控制步骤;吸附符合Langmuir吸附等温模型,说明Pb2+的吸附属于单分子层吸附;吸附的吉布斯自由能变为负值,熵变和焓变分别为54.45 J/(mol·K)和13.75 k J/mol,即该吸附是能自发进行的吸热过程.     

木质纤维素接枝丙烯酸系吸附剂的合成技术研究

在离子液体中,以木质纤维素为基质,分别采用过硫酸铵和氧化--还原体系为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,与丙烯酸及丙烯酸丁酯反应,利用接枝聚合合成技术制备了纤维素改性吸附剂。用石蜡为分散相,经反相悬浮技术将接枝物球化。对产物进行了热重分析,并通过接枝率、接枝效率及金属离子吸附量对各个产物进行了对比,结果表明,氧化———还原引发下制得的共聚物吸附效果最佳,且对铜离子吸收最为敏感,最大吸附量可达218.3mg/g。     

丙烯酸/丙烯酰胺共聚吸水树脂竞聚率及吸液性能

采用溶液聚合方法,以丙烯酸(AA)与丙烯酰胺(AM)为单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂合成了高吸水性二元树脂——聚丙烯酸-丙烯酰胺(PAAAM),并进行了吸液性能研究.结果表明,该树脂吸水倍率达2 451 g/g,吸生理盐水倍率达119 g/g.考察了n(AM)∶n(AA)摩尔配比对PAAAM的吸蒸馏水、0.9%NaCl溶液中的吸液性能,得到不能仅靠改变单体的摩尔比来改善PAAAM的吸液性能,合成PAAAM的相对较佳反应条件有赖于更具体细致的试验设计才能得以确定.反复吸水次数越多,PAAAM的吸液倍率不断下降.通过元素分析法测定了AM/AA共聚吸水树脂的竞聚率,AM和AA两单体的竞聚率分别为0.943、0.791.     

针叶材羧甲基衍生物接枝丙烯酸制备高吸水树脂的研究

研究了以辐射松木粉羧甲基衍生物作为原料,接枝丙烯酸制备高吸水性树脂的技术。对辐射松木粉化学成分与羧甲基化物取代度、水溶性及丙烯酸中和度、用量、引发剂用量等工艺条件进行优化,确定最佳合成条件:单体中和度60%,单体用量8mL/g羧甲基衍生物,引发剂用量0.04g/g羧甲基衍生物,并采用红外吸收光谱表征产物。在最佳工艺条件下合成的高吸水树脂吸水率高达635g/g。     

丙烯腈/木粉接枝共聚物的合成及其水解物的吸附特性研究

以Fe^2 /H2O2作为引发剂，将丙烯腈和木粉进行接枝共聚，得到丙烯腈／木粉接枝共聚物（PANW），再经适度水解的方法合成阳离子交换树脂－羧基木粉。研究影响接枝共聚反应的各中因素和水解条件，并讨论羧基木粉对重金属和阳离子型染料的吸附特性。实验结果表明：（1）在适量引发剂（FeSO4.7H2O-1g)和适当温度（60℃）作用下，可得到较高接枝增量和接枝率的PANW；（2）在PANW的水解反应中，在碱性催化剂作用下，可得到羧基含量高的产物，但收率较低；而在酸性催化剂作用下，则得到羧基含量低的产物。但收率较高；（3）羧基木粉对阳离子型染料－碱性桃红的吸附容量与起始浓度有关，本实验中，羟基木粉对碱性桃红的吸附容量最高可达500mg/g，对Cu^2 的吸附容量最高可达39mg/g；（4）经0．3mol/L HCl再生4次后，羧基木粉对碱性桃红的吸附因子容量保持在440mg/g以上，在含有多种金属主子的溶液中，羧基木粉优先吸附Fe^3 等硬酸型离子。     

碱木质素接枝丙烯酸钠共聚物的分离初探

以K2S2O8-Na2S2O3复合体系引发碱木质素和丙烯酸钠接枝共聚,研究了碱木质素接枝丙烯酸钠共聚物的分离方法.结果表明,采用酸析离心工艺能有效地分离接枝共聚物,而且在中和度105%～115%、转速6000 r/min下,离心9 min即可达到均聚物与共聚物的良好分离,红外光谱证实分离产物为接枝共聚物.     

SEBS-g-MAH和原位接枝MAH对木粉/废旧塑料混合物复合材料力学性能的影响研究

由聚丙烯（PP）、高密度聚乙烯（HDPE）和聚苯乙烯（PS）组成的混合废旧塑料与木粉经高速混合机混合后,采用双螺杆/单螺杆串联挤出机组制备了木粉/混合废旧塑料复合材料。探讨了马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）和原位接枝马来酸酐（MAH）对木粉/混合废旧塑料复合材料力学性能的影响。结果表明,与使用MAH和DCP的原位反应共混相比,SEBS-g-MAH显著提高了复合材料的抗冲击性能,但对拉伸和弯曲性能的改善不如原位反应共混显著。总的来说,混合废旧塑料制备的复合材料的力学性能要低于纯塑料混合物制备的复合材料,尤其是拉伸断裂伸长率。微观形态研究表明,添加SEBS-g-MAH和原位接枝MAH均可提高木粉与塑料混合物之间的界面相容性,但与添加SEBS-g-MAH相比,原位接枝MAH能更好的改善PP、HDPE、PS与木粉之间的界面结合。原位接枝MAH可被看作是一种改善木粉与塑料混合物间界面相容性的有效途径。此外,采用动态力学分析（DMA）进一步表征了复合材料的储能模量和阻尼因子。     

沙柳木粉接枝改性制备高吸水性树脂的研究

以沙柳木粉为原料,接枝丙烯酸和丙烯酰胺,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合法制备高吸水性树脂.通过单因素试验法研究单体用量、丙烯酸中和度、引发剂用量、交联剂用量、反应温度对于高吸水性树脂吸水量的影响,最终确定优化的合成条件.在优化工艺条件下吸水性树脂的吸水量达到573.8g/g.     

二氧化钛/壳聚糖/丙烯酸复合水凝胶的原位交联及性能

壳聚糖基复合材料在水凝胶领域应用广泛,但其制备过程中通常需要有毒性的化学交联剂和经过繁琐的化学修饰等过程。将壳聚糖、丙烯酸和钛酸四丁酯共混,在遇水后,通过钛酸四丁酯的原位水解形成的纳米二氧化钛作为物理交联剂,一步法制备复合水凝胶,过程简单且无需化学交联剂。在此复合水凝胶中,纳米二氧化钛作为交联剂和光催化剂,丙烯酸可以提高壳聚糖的吸水性,同时丙烯酸和壳聚糖表面的羟基和氨基等基团又可以增强二氧化钛的光催化性能。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电镜和透射电镜等考察其形貌与结构等特征,并通过吸水试验和亚甲基蓝的光降解试验测试了其溶胀及光催化性能。结果表明:该复合水凝胶内部为多孔结构,粒径约为5~12 nm的二氧化钛均匀分散在复合水凝胶中,无团聚现象。该复合水凝胶材料具有优良的吸水性,其饱和吸水率约为1500%,在模拟自然光下对亚甲基蓝有较好的光催化降解效果。以上结果表明该材料在污水处理领域具有一定的应用前景。     

杉木木粉羧甲基化产物及其高吸水树脂特性的研究

研究了杉木(Cunninghamia laceolata)木粉不同粒度对羧甲基取代度及丙烯酸接枝高吸水树脂吸水率的影响规律。结果表明,100目和200目木粉与40目木粉X射线衍射峰没有区别,表明100目和200目木粉纤维结晶没有被破坏,木粉粒度对羧甲基取代度的影响不大;100目和200目木粉直接接枝丙烯酸聚合物吸水倍率明显降低,表明木粉颗粒逐渐变小,木粉原有的空间结构被破坏,不足以形成网络结构;红外光谱分析表明,杉木木粉羧甲基化后,纤维素和半纤维素中引进了大量的羧甲基,且保留了木质素特征峰,但在丙烯酸接枝的高吸水树脂中木质素吸收特征峰不存在,说明过硫酸钾引发剂产生的自由基优先与木质素苯环反应,使木质素苯环开裂,导致木质素苯环的吸收特征峰消失。     

Fe2+-H2O2-二氧化硫脲引发桉木浆与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚的研究

研究了Fe2 -H2O2-二氧化硫脲体系引发桉木浆与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的接枝共聚.初步讨论了该引发体系的引发机理,用接枝率、接枝效率和单体转化率考察了温度、反应时间、过氧化氢用量、二氧化硫脲用量、单体浓度和液比对接枝的影响.并用红外光谱对接枝纤维产物进行了鉴定.结果表明,组分二氧化硫脲的加入能有效地使接枝共聚得以顺利进行.适当提高温度,增加过氧化氢用量,减小液比,控制合适的二氧化硫脲用量都能提高接枝率和单体转化率,并在较短的时间就能成功接枝.接枝效率几乎不受任何因素的影响,一般维持在97%～99%,接枝过程产生的均聚物极少.     

EPDM-MA对木粉/聚丙烯复合材料性能的影响

采用特定设计的双螺杆和单螺杆串联挤出机组,以挤出的方式制备木粉/聚丙烯复合材料。主要采用静态力学试验、动态力学热分析(DMTA)和扫描电子显微镜(SEM)观察等方法,研究了马来酸酐改性的三元乙丙橡胶(EPDM_MA)对木粉/聚丙烯复合材料的静态力学性能、动态力学性能和吸水性能的影响。静态力学性能试验结果表明:添加适量的EPDM_MA有利于提高木粉/聚丙烯复合材料的拉伸和弯曲强度,冲击强度的提高最为显著,但EPDM_MA的添加对复合材料的模量有不利影响。动态力学性能分析结果表明:复合材料的储能模量(E′)和损耗因子(tanδ)的峰值均随EPDM_MA加入量的增加而降低,后者说明EPDM_MA改善了木粉与聚丙烯的界面结合;EPDM_MA的加入,使得复合材料的主转变温度略向高温方向移动,并且在-50℃左右的低温区出现了次级转变峰,表明EPDM_MA对复合材料的热性能产生影响,尤其有利于改善其耐低温冲击性能。SEM研究结果表明:EPDM_MA的添加不仅提高了木粉和聚丙烯的界面结合,并且以直径约为0·1~1μm的球状粒子形态分散于聚丙烯中,能够通过自身的塑性变形而提高复合材料的抗冲击性能。EPDM_MA的添加,有效降低了复合材料的吸水性。     

可膨胀石墨与聚磷酸铵对木粉/聚丙烯复合材料的协同阻燃作用(英文)

采用锥形量热仪(CONE)研究可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)对木粉/聚丙烯复合材料的协同阻燃作用。CONE测试结果表明:EG和APP均可降低木粉/聚丙烯复合体系的热释放速率(HRR)、总热释放(THR)和烟释放速率(RSR),提高成炭率;与APP相比,EG表现出更好的抑烟效果。当EG与APP的总添加量为15%、复配比例为2∶1时,能形成稳定致密的膨胀炭层,阻燃协同效应显著。力学性能测试结果表明:即使在马来酸酐接枝聚丙烯相容剂(MAPP)的存在下,EG和APP阻燃剂的添加对复合材料的冲击强度和弯曲强度仍有不利影响,但EG的添加可提高复合材料的弯曲模量。     

多孔炭材料吸附CO2研究进展

由CO₂等温室气体排放带来的全球变暖问题是目前最严峻的环境问题之一。因此,利用多孔炭材料作为其高效吸附材料的研究得到了广泛的关注。系统综述了近年来用于CO₂吸附的5种多孔炭材料,即煤/石油焦基活性炭、生物质多孔炭、炭气凝胶、金属有机骨架衍生物和碳纳米材料,以及多孔炭材料主要的4种制备方法(高温炭化与活化法、水热炭化法、溶胶-凝胶法和模板法),并重点讨论其结构与CO₂吸附性能的关系;随后对多孔炭材料的孔结构和表面化学性质吸附CO₂的机理进行总结。最后,提出多孔炭材料吸附CO₂发展过程中尚待解决的问题,并对其未来的发展方向进行了展望。