β-环糊精为核的阳离子星形聚合物的合成及应用

以β-环糊精(β-CD)和2-溴异丁酰溴进行酰化反应合成得到Br-β-CD。然后采用原子转移自由基聚合(ATRP)技术,以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和丙烯酰胺(AM)为共聚单体,Br-β-CD为引发剂,CuBr为催化剂和2,2′-联吡啶(bpy)为配位剂,合成了阳离子星形聚合物。利用FT-IR、1H-NMR对所制备的引发剂和阳离子星形聚合物进行了表征。同时利用阳离子星形聚合物对阴离子的碱性膨润土进行改性,用于吸附溶液中的重金属Cr6+,考察了改性剂用量、吸附时间、改性剂浓度、溶液pH值对复配体系吸附Cr6+的影响。结果表明,在研究范围内,碱性白土经改性阳离子星形聚合物改性后,对Cr6+的吸附率由原来的15%提高到57%。     

星状聚(N-异丙基丙烯酰胺)的合成及性能研究

采用2-溴异丁酰溴与β-环糊精(-βCD)上羟基的适度反应得到了多溴代的-βCD(Br-βCD)。用Br-βCD引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)发生原子转移自由基聚合(ATRP),合成出约15臂的聚(N-异丙基丙烯酰胺)星状聚合物-βCD-(PNIPAm)15.4。用IR1、H-NMR表征了星状聚合物的结构,以8-苯胺基-1-萘磺酸(ANS)作客体分子,研究了星状聚合物的包合性,结果表明,-βCD-(PNIPAm)15.4具有热敏性和超分子包合性。     

21臂星形两亲性嵌段共聚物β-CD-g-21（PS-b-PAA）的合成与表征

通过连续原子转移自由基聚合(ATRP)技术,首次合成出3个系列以β-环糊精(β-CD)为核心、内嵌段为刚性链聚苯乙烯(PS)、外嵌段为聚丙烯酸(PAA)的21臂两亲性星形嵌段共聚物β-CD-g-21(PS-b-PAA)。并利用核磁氢谱、红外光谱、凝胶色谱对所得聚合物的化学结构、相对分子质量及其分布进行了表征。证实β-CD的21个羟基均发生了聚合反应,所得的共聚物相对分子质量分布窄,均在1.35以下。通过水解嵌段聚合物大分子链和β-CD之间的酯键,计算出PSb-PAA的相对分子质量分别为3100、4200、5800。实验结果表明,合成出的星形嵌段聚合物结构明确,相对分子质量分布可控。     

硅烷偶联剂改性凹凸棒土的制备及其吸附Cr6+的性能研究

制备了KH-550改性凹凸棒土材料,研究其对Cr6+的吸附性能,并考察不同制备条件对改性凹凸棒土吸附Cr6+的影响。研究结果表明,用硅烷偶联剂KH-550改性剂用量为(酸改性凹凸棒土质量为6.0g)4.5mL、反应时间为2h、反应温度为40℃时,制备的改性凹凸棒土对Cr6+的吸附率最大,污水处理效果最佳。     

新型偕胺肟基改性β-环糊精聚合物对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)的吸附

以β-环糊精(β-CD)为单体,四氟对苯二腈为交联剂,合成了交联β-环糊精聚合物(CDP-CN)。并进一步与羟胺反应,得到偕胺肟基改性β-环糊精聚合物吸附剂(CDP-AM)。研究了CDP-AM对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)两种金属离子的吸附效果。通过FT-IR、TGA、SEM、XPS表征了聚合物吸附剂结构,并通过ζ电位研究了质子化程度。考察了溶液的pH、初始浓度和吸附时间对吸附Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的影响。结果显示,吸附过程符合Langmuir等温模型和伪二阶模型。Pb(Ⅱ),Cu(Ⅱ)在30℃时的最大吸附容量分别为281.69和273.97 mg/g。在聚合物表面上的重金属离子吸附过程是吸热和自发过程。吸附去除效率为Pb(Ⅱ) Cu(Ⅱ),CDP-AM可以通过静电、螯合作用高效率的去除重金属离子的吸附剂,并在5次吸附-解吸循环后保持较高效率。研究表明,CDP-AM聚合物有望开发成用于去除重金属可再生的吸附剂。     

β-环糊精-聚丙烯酸的合成及对β-环糊精的包结与增溶性

对β-环糊精(β-CD)进行改性,合成了一系列不同取代度的β-CD接枝的聚丙烯酸(PAA)聚合物,通过公式换算计算出β-CD的溶解度增加了6倍以上,并且随着接枝率的升高,其溶解度逐渐增加。研究证实,接枝到PAA链上以后,β-CD仍然能够有效地包结二乙烯三胺(DETA)分子,并且这种包结也具有pH依赖性。也就是说在改性前后,当pH值为11.5时,β-CD包合DETA的能力最佳,从1H-NMR上可以计算出其包合比为1∶1;而降低或者升高pH值后,都不能形成有效包合。     

偕胺肟化聚丙烯腈-β-环糊精纳米纤维膜的制备及其吸附性能

利用聚丙烯腈(PAN)和β-环糊精(β-CD)原料,采用盐酸羟胺原位偕胺肟改性和静电纺丝技术,一步合成制备出偕胺肟聚丙烯腈(AOPAN)-β-CD纳米纤维膜.以纤维膜的形貌和对铀的吸附量为评价指标,优化了改性制备工艺条件.通过SEM、FTIR、表面张力仪等对纤维的形貌、组成和性能进行表征.结果表明,当氰基与羟胺摩尔比为...     

硝酸氧化改性活性炭处理含铬废水的研究

含Cr的电镀废水严重污染环境,利用改性的活性炭对它进行处理,效果明显.活性炭用HNO3(1∶ 1)氧化并经300 ℃左右温度煅烧改性后,具有较高的阳离子交换容量,其阳离子交换容量达到1.88 mmol/g.常温条件下以该改性活性炭作吸附材料处理镀铬厂含铬废水,在酸性条件下具有较高的还原性和吸附性,可将废水中以CrO2-4和Cr2O2-7两种形式存在的Cr(Ⅵ)离子完全还原成Cr3 ,获得了较高的Cr(Ⅵ)离子去除率,并对溶液的pH值和吸附时间对废水中Cr(Ⅵ)离子去除率的影响进行了探讨.结果表明,当溶液的pH值为2.5～3.0,吸附时间为3～4 h时,废水中Cr(Ⅵ)离子的去除率可达到97.5%左右.     

PVA/CTS/P(AA-AMPS)互穿网络结构高吸水树脂耐盐性和防潮性能研究

以过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,壳聚糖(CTS)为天然聚合物,聚乙烯醇(PVA)为合成聚合物,采用水溶液聚合法合成了互穿网络结构高吸水性树脂[PVA/CTS/P(AA-AMPS)],并对其进行了表征。考察了引发剂用量、交联剂用量、CTS用量和PVA用量对树脂吸液性能的影响。在最佳反应条件下,PVA/CTS/P(AA-AMPS对蒸馏水和0.9%(wt,质量分数)的氯化钠溶液的吸附量分别为1800g/g和110g/g。暴露在空气中8d条件下的吸湿性低于单层网络的87.5%,在不同阳离子盐溶液中(Na~+、Ca~(2+)和Fe~(3+))的吸液性能也明显优于单层网络。     

温度/pH敏感性荧光胶束的制备及性能研究

通过溴乙酰溴与9-氨基吖啶(9-AA)的酰胺化反应,合成了带有2个活性溴原子的新型荧光性引发剂9-AA-Br。核磁共振氢谱(1 H-NMR)测定表明其结构明确。以氯化亚铜(CuCl)/四氮杂十四员大环冠醚(Me6[14]aneN4)为催化体系,由9-AA-Br引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)进行原子转移自由基聚合(ATRP),成功合成了结构明确、分子量可控的双臂型PNIPAAm大分子荧光探针,由紫外分光光度计测得其最低临界溶解温度(LCST)在32℃左右,且随着溶液浓度及聚合物分子量的增加而降低。温度低于LCST时,PNIPAAm大分子荧光探针在溶液中能进行自组装形成胶束,由透射电镜(TEM)观察表明,胶束的大小在500nm左右,该聚合物胶束还具有pH敏感性,在碱性条件下随着pH的增大,荧光发射峰变强。     

异臂星状聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的合成与表征

以α-溴代异丁酸叔丁酯(BIBTB)为引发剂,CuBr/Bpy为催化体系引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合得到大分子引发剂PMMA-Br,利用电荷转移络合物效应以PMMA-Br引发支化单体二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)和苯乙烯就地优先生成双官能团大分子引发剂再继续引发苯乙烯得异臂星状聚合物。采用1H-NMR、GPC、MALLS、FT-IR和DSC等方法对聚合反应过程、聚合物及其水解产物进行分析测试。研究结果表明:利用电荷转移络合物效应就地生成双官能团大分子引发剂合成异臂星状聚合物是可行的。     

含溴四官能团引发剂引发单电子转移活性自由基聚合

以季戊四醇为原料合成了2,2-二溴甲基-1,3-二溴丙烷(PEBr4),并以此为引发剂,Cu0粉/三-(2-二甲氨基乙基)胺(Me6-TREN)为催化体系,在二甲亚砜(DMSO)中实现了丙烯酸甲酯(MA)的单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP),得到了星形PMA。采用1H-NMR对PMA结构进行表征确认并采用GPC测定了PMA的分子量及分子量分布,单体转化率为36.3%时聚合物的分子量为13300,-Mw/-Mn=1.40;考察了水、单体/催化剂(引发剂)配比对聚合反应的影响。结果表明,H2O含量增加到20%(体积分数)导致表观聚合速率常数(kappp)由0.0367 h-1增加到0.2785 h-1;增加催化剂及引发剂用量分别导致kappp增加。     

接枝改性玉米芯的制备及性能研究

以丙烯酰胺(AAm)、甲基丙烯酸(MAA)为混合单体,硫酸亚铁铵(FeAmSO4)-过氧化氢(H2O2)氧化还原体系为引发剂,对玉米芯进行接枝共聚改性。对接枝改性后的玉米芯进行表征,并考察对Cr3+吸附性能。结果表明:单体AAm与MAA成功接枝到玉米芯大分子上,接枝改性后玉米芯具有良好的热稳定性能,离子吸附能力得到明显改善。     

油页岩渣水热法合成沸石及其性能表征

以油页岩渣为原料,采用NaOH熔融水热合成法和NaOH溶液水热合成法合成了沸石.利用X射线图谱、FT-IR图谱和Cr6+吸附实验探讨了样品的结构及吸附性能.结果表明,NaOH熔融水热合成法合成的为Na-A型和SOD型沸石混合物,NaOH溶液水热合成法合成的为Na-P型和SOD型沸石混合物;2种合成方法对Cr6+的吸附率相差不大,考虑到合成的成本,选用NaOH溶液水热合成法;随着NaOH溶液浓度的增加,产品对Cr6+的吸附率增大,当NaOH溶液浓度为8mol/L时,吸附率可达到89.1%.     

阴离子β-CD磁性微球吸附铜离子的工艺优化

采用Na3P3O9和Fe3O4对β-环糊精(β-CD)微球进行改性,制备出阴离子β-CD磁性微球吸附剂,并用来吸附铜离子。采用光学显微镜和扫描电镜对其形貌进行观察,并进行粒度测定,结果表明,吸附剂呈较好的球形,粒径较改性前有所增大。通过L9(34)正交实验得到吸附工艺优方案为:吸附温度35℃,吸附时间1.5h,超声功率100%,m(阴离子β-CD磁性微球)∶V(Cu2+)=1∶40,此条件下吸附量和Cu2+除去率平均值可分别达到2.691mmol/g、96.26%,各因素对反应影响的大小顺序依次为温度、投料比、超声功率、时间。     

巯基改性SBA-15的制备及其对Cr6+的吸附

环境中存在的重金属铬对人体健康有严重的危害, 本研究采用水热共缩聚法制备了一种对Cr ⁶⁺有较高吸附能力的介孔材料SBA-15-SH。经红外光谱证实, 通过使用改性硅源3-巯丙基三甲氧基硅烷, 对SBA-15成功实现了巯基改性。经扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察, 所制备的材料呈棒状, 具有均匀的孔道结构, 孔径约为7 nm。将制备材料用于重金属Cr ⁶⁺的吸附, 研究了吸附时间、环境温度、Cr ⁶⁺溶液pH和初始浓度以及吸附剂用量对吸附剂吸附性能的影响。研究表明: 该材料吸附Cr ⁶⁺的平衡吸附时间约10 min, 吸附过程符合Langmuir方程与伪二级动力学模型。当Cr ⁶⁺溶液pH为4.0、吸附温度在25~45 ℃时, 介孔材料SBA-15-SH对Cr ⁶⁺吸附量最大, 达到6.85 mg/g。将本方法用于自来水和工业废水中Cr ⁶⁺的吸附, 回收率介于95%~105%之间。     

两性细菌纤维素对持久性污染物的吸附机理研究

以细菌纤维素为原料,分别以烯丙基胺和丙烯酸为单体,以硝酸铈铵为引发剂制备新型、高效的两性吸附材料——烯丙基胺-丙烯酸-细菌纤维素(al-AABC)。通过静态吸附实验,考察了其对持久性污染物Cu2+、Pb2+、Cd2+和Cr(Ⅵ)的吸附等温线和吸附动力学特性,并探讨了吸附作用机理。结果表明,al-AABC对Cu2+、Pb2+、Cd2+和Cr(Ⅵ)吸附更好地符合Langmuir-Freundlich吸附等温方程和准二级反应动力学模型,说明BC经接枝共聚改性后表面具有一定的多相性,以化学吸附作用为主,对金属离子的吸附速率大小顺序为Cd2+Cr(Ⅵ)Pb2+Cu2+。粒子内扩散拟合曲线均不经过原点,证明粒子内扩散并不是唯一速率控制步骤。     

多臂星形聚乙烯亚胺的设计合成及聚合动力学

非病毒基因载体聚乙烯亚胺结构不可控,同时最优结构未知,因此文中采用Core-First的方法,以三氟甲磺酸酯作为引发剂,通过2-乙基-2-恶唑啉阳离子开环聚合合成了二臂、四臂、六臂和八臂星形聚乙烯亚胺。利用核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱仪对合成的星形聚合物的结构、相对分子质量及其分布进行了表征,并对2-乙基-2-恶唑啉的开环聚合动力学进行了研究。结果表明,合成得到了结构明确、窄分散的多臂星形聚乙烯亚胺,且该聚合反应符合活性聚合的特征。     

双亲水含糖梳形共聚物的合成

用Williamson反应合成了端基为苯乙烯的聚氧乙烯(PEO)大分子单体,通过PEO大分子单体和引发剂型单体N-(4-(2-溴代异丁酰氧基)苯基)马来酰亚胺(BiBPMI)的共聚合成了原子转移自由基聚合(ATRP)引发单元和PEO侧链均匀分布的梳形共聚物。用该聚合物作为大分子引发剂,引发糖单体6-O-甲基丙烯酰基-1,2;3,4-双-O-亚异丙基-α-D-吡喃半乳糖(MAIPGal)在室温下的ATRP。用核磁共振(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物进行了表征,证明利用苯乙烯和马来酰亚胺的共聚特性,合成得到了PEO侧链和含糖侧链均匀分布的梳形共聚物,脱保护后得到双亲水共聚物。     

活性炭纤维对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用吸附实验,研究了活性炭纤维(ACF)对水中六价铬[Cr(Ⅵ)]的吸附行为,探讨了溶液pH值、吸附时间、ACF用量、表面改性以及电化学改性对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。研究结果表明:ACF在pH为1~3时吸附性能较好;而在吸附时间为1.5h时吸附接近平衡。施加恒电压-2.0mA时,吸附率由76.31%上升到83.03%,而在恒电流+2mA时,吸附率由83.03%下降到79.22%。利用ACF去除水中的Cr(Ⅵ),其适宜条件为pH=1~3,吸附时间为1.5h;通过电化学改性可以提高吸附率,并可实现ACF的现场再生。