O-羧甲基壳聚糖的微波相转移催化合成及对废水Cr(Ⅵ)的吸附

以壳聚糖为原料结合微波辐射与相转移催化技术合成出取代度为92.3％的O-羧甲基壳聚糖,并用其吸附制革废水中的Cr(Ⅵ),吸附率可达98.2％以上.探讨了O-羧甲基壳聚糖的投加量、废水pH及吸附时间对吸附性能的影响,确定了O-羧甲基壳聚糖处理制革废水的最佳实验条件.     

N,O-羧甲基壳聚糖的制备

以壳聚糖为原料,以水为溶剂,在碱性条件下与氯乙酸反应,研究了投料比、反应温度、反应时间、反应的碱浓度及催化剂对取代度的影响,合成了有良好水溶性的N,O-羧甲基壳聚糖。实验结果表明:反应温度为50℃,反应时间为4h,碱浓度为40%,催化剂用量为5%,所得羧甲基壳聚糖取代度为1.53。     

季铵型壳聚糖插层蒙脱土的制备及对Cr(Ⅵ)吸附作用的研究

制备季铵型壳聚糖插层蒙脱土,采用红外光谱、X-射线图谱和扫描电镜分析研究表明,壳聚糖季铵盐—2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖进入到了蒙脱土的层间,使层间距增大,形成了插层复合物。利用所得产品对含Cr(Ⅵ)水样进行处理,在pH为4、吸附t为100 min、吸附剂质量浓度为2 g/L和Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L的优化条件下,季铵型壳聚糖插层蒙脱土复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附量为5.61 mg/g,去除率为89.73%。季铵型壳聚糖插层蒙脱土复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir吸附模型。     

O-羧甲基壳聚糖的制备及其对Ni^2＋吸附性能研究

通过羧烷基化对壳聚糖进行改性,发现当壳聚糖与氯乙酸、壳聚糖与氢氧化钾的质量比分别为1:4.26及2:2.3时,45℃下反应4.5h,可得到O-羧甲基壳聚糖,产率为97.1%,对产品进行红外光谱表征.在此基础上研究了制备的O-羧甲基壳聚糖对Ni2+的吸附性,探讨溶液pH、Ni2+初始浓度和取代度等因素对其吸附性的影响.结果表明,最佳吸附条件是溶液pH为8.0、Ni2+初始浓度为33.2778 mg·mL-1、O-羧甲基壳聚糖取代度为0.712、平衡吸附时间为6 h.对O-羧甲基壳聚糖进行脱附研究,结果显示H2SO4是一种很好的脱附剂,能在0.5h内将吸附在O-羧甲基壳聚糖上的Ni2+脱去90%以上,重现性好.     

羧甲基壳聚糖净化海水的试验研究

用改性壳聚糖(羧甲基壳聚糖)作絮凝剂在室温(25℃)下对海水进行絮凝处理,研究了絮凝剂投加量、pH值和搅拌条件对絮凝处理效果的影响,并确定了适宜的操作条件:絮凝剂投加量范围为25～30mg/L,pH值范围为5～7,快速搅拌转速400r/min,时间90s,慢速搅拌转速60r/min,时间20min。在优化絮凝条件下浊度、化学耗氧量(CODMn)和总磷(TP)的去除率分别达72.6%、53.9%和40.0%。将羧甲基壳聚糖与壳聚糖对海水的絮凝净化效果进行了对比分析,结果表明,羧甲基壳聚糖对海水的絮凝效果相对壳聚糖有了较大提高,浊度和CODMn去除率明显提高,投加量适用范围更宽。     

两种合成絮凝剂在处理染料废水中的比较

以羧甲基壳聚糖和羧甲基壳聚糖铁(Ⅲ)为絮凝剂处理染料废水,试验研究了其对染料废水的絮凝性能、脱色性能.初步考察了pH、投加量、搅拌时间与沉降时间等影响絮凝效果的因素,Fe3+的引入增加了合成絮凝剂处理染料废水的絮凝作用.在羧甲基壳聚糖处理染料红、黄、兰、黑废水的脱色实验中,脱色率达到76.3％～3.5％,COD去除率为...     

两性壳聚糖复合絮凝剂对印染废水的絮凝性能研究

以两性壳聚糖为絮凝剂处理了丝绸印染废水,并与羧甲基壳聚糖、壳聚糖季铵盐、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的絮凝性能进行了比较,研究了废水的pH、絮凝剂的质量浓度、助凝剂的类型及其与两性壳聚糖的复配比对其絮凝性能的影响.结果表明,两性壳聚糖的絮凝性能优于羧甲基壳聚糖、壳聚糖季铵盐、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺;在pH为5.0～6.0、絮凝剂两性壳聚糖的质量浓度为90 mg/L时,废水的COD去除率可达76.8%;助凝剂的加入可提高两性壳聚糖对COD的去除率.在m(助凝剂):m(絮凝剂)=40、混凝剂的加入量为2 500～3 000 mg/L时,废水COD的去除率可在80%以上.     

O-羧甲基壳聚糖对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

O-羧甲基壳聚糖对六价铬具有吸附作用.本文研究了溶液的pH、吸附时间、温度和O-羧甲基壳聚糖的加入量对其吸附性能的影响.结果表明,在室温下,pH为2,吸附时间2 h,O-羧甲基壳聚糖加入量为5 g时,其吸附性能最好,吸附率可达98%以上.     

新型两性壳聚糖衍生物的制取及应用研究

用氯乙酸和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵对壳聚糖进行改性,采用不同反应条件制备了一系列不同取代度的O-羧甲基-N-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。通过红外光谱对结构进行表征,IR谱图分析证实羧甲基以0位上为主,季铵盐阳离子基以N位上取代为主。研究了产物的取代度、吸湿保湿性、抗菌性、pH稳定性及与表面活性剂的配伍性,结果表明具有良好的吸湿保湿性。     

改性壳聚糖对处理污泥脱水性能影响的研究

研究了聚合氯化铝、壳聚糖和3种羧甲基壳聚糖(N-羧甲基壳聚糖、N,O-羧甲基壳聚糖和O-羧甲基壳聚糖)絮凝剂对污泥的脱水性能作用。实验结果表明,羧甲基壳聚糖作为絮凝剂对污泥进行脱水时,形成的絮体强度大,不易破碎,对污泥脱水的效果明显好于普通絮凝剂。在3种所研究的羧甲基壳聚糖中,N-羧甲基壳聚糖对污泥的脱水效果最好,污泥比阻抗最低,与未加絮凝剂时相比,含水率从99.1%下降到73%,污泥的体积减少为原来的1/30,热值提高为原来的40倍。     

2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的制备及其表征

以脱乙酰度为90%的壳聚糖(CTS)为原料,异丙醇为溶剂,w(NaOH)=40 0%的水溶液为催化剂,3 氯 2 羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为改性剂,在m(NaOH)∶m(CTS)=1 0∶1 0,m(CTA)∶m(CTS)=4 0∶1 0,反应温度65 0℃下制备了2 羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HTCC)。实验结果表明,在反应时间达到或超过9 0h时,得到的HTCC产品的接枝度超过90 0%,在pH=6 7～7 0的水中可完全溶解形成w(HTCC)=3 0%的溶液。IR和1HNMR的结果表明,接枝反应主要发生在CTS的氨基上。     

一种含三嗪环的四臂引发核的合成与表征

以三聚氯氰(CNC)和乙二胺(EDA)为原料,通过亲核取代反应合成了含1,3,5-三嗪环的四臂引发核:N,N′-二-(4,6-二氯-[1,3,5]-三嗪基)-乙二胺。考察了反应物投料摩尔比,碱的种类和用量,加料速率和反应时间对产物收率的影响。结果表明:n(CNC)∶n(EDA)=2∶1,碱用NaOH,且n(NaOH)∶n(EDA)=2∶1,以V(二氯甲烷)∶V(水)=1∶1为溶剂,乙二胺的NaOH水溶液的滴加速率为1 mL/m in,0~5℃反应2 h,收率达95.5%。通过元素分析、质谱、核磁共振、红外光谱对目标产物的结构进行了分析表征。     

Study on the flocculating properties of quaternized carboxymethyl chitosan

Summary Quaternized carboxymethyl chitosan (QCMC) was prepared through the grafting reaction of carboxymethyl chitosan (CMC) with 3-chloro-2-hydroxypropyl trimethylammonium chloride (CTA) as a quaternizing agent in 2-propanol medium under basic condition. The synthetic conditions for QCMC were as follows: 40.0% of NaOH aqueous solution as catalyst; reaction temperature, 60.0 °C and reaction time, 10.0 h; NaOH/CMC, 0.50; CTA/CMC, 1.50 (mass ratio). The characterization by FT-IR and ¹H NMR demonstrated that QCMC was a typical amphoteric chitosan derivative in which the carboxymethyl group and the quaternary ammonium group were both introduced into the chitosan molecular chain. QCMC was applied to flocculate a simulated wastewater containing 40.15 mg/L Cd(II) or 15.62 mg/L Cr(VI) respectively. The results indicated that the appropriate pH value for removal of Cd(II) and Cr(VI) were ca 8.5 and 5.0, and the appropriate corresponding mass concentrations of QCMC was 140 mg/L and 120.0 mg/L, respectively. Under these conditions, the removal ratio of Cd(II) and Cr(VI) may reach 99.7% and 94.4%, respectively.     

6-2-氨丙基-2,3-二氢苯并呋喃的合成

以3-甲氧基苯甲醛为原料,经亨利反应、还原硝基和双键、氨基保护、傅-克酰基化、脱甲基、环合、羰基还原等反应,合成目的产物6-2-氨丙基-2,3-二氢苯并呋喃。并对硝基和双键的还原反应、傅-克酰基化和脱甲基反应的工艺条件进行了优化,得出较佳工艺条件:(1)化合物Ⅱ的还原反应:反应温度40℃,氢气压力4.0 MPa,Raney-Ni用量为化合物Ⅱ质量的8%,产物收率为78.6%;(2)合成化合物Ⅵ的反应:反应温度45℃,n(氯乙酰氯)/n(化合物Ⅳ)=1.4,反应时间6 h,产物收率为68.8%。     

“一锅法”合成4-二甲氨基吡啶

以4-氰基吡啶、2-乙烯基吡啶和二甲胺为主要原料,一锅法合成了4-二甲氨基吡啶。得出的最佳工艺条件为:反应物配料比m(4-氰基吡啶)/m(2-乙烯基吡啶)=1.5,使用w(NaOH)=40%的水溶液回流2 h裂解中间体,反应产率达87.4%。目标化合物通过IR、1HNMR及MS确认。     

“槽内式”间接电氧化法制备2-甲基-1,4-萘醌

以Ti/PbO2为阳极、Pb为阴极、硫酸为支持电解质,采用Cr6+/Cr3+为氧化媒质,四丁基溴化铵为相转移剂,在阳离子交换膜为隔膜的“板框式”电解槽中,进行“槽内式”间接电氧化2-甲基萘(2-MN)合成2-甲基-1,4-萘醌(2-MNQ)的研究。考察了2-MN间接电氧化制备2-MNQ的工艺条件对2-MNQ选择性和电流效率的影响规律。实验结果表明:在2-MN和Cr2O72-浓度分别为0.02 mol/L和0.03 mol/L,硫酸质量分数20%,温度50℃,电流密度110 A/m2,通电量为理论通电量0.2倍的工艺条件下进行电解,2-MNQ的平均选择性为71.9%,平均表观电流效率为69.7%。     

Fe(Ⅱ)掺杂TiO2光催化剂处理电镀废水中的六价铬

采用溶剂热法制备了Fe(Ⅱ)掺杂TiO₂光催化剂,并采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、比表面仪(BET)、扫描电镜(SEM)对其进行表征。考察了光照时间、FeSO₄·7H₂O加入量、pH和Cr(Ⅵ)初始质量浓度对采用该催化剂处理含Cr(Ⅵ)电镀废水效果的影响。得到了较佳的工艺条件为:反应时间120 min,FeSO₄·7H₂O加入量0.3 g,pH 4.0,Cr(Ⅵ)初始质量浓度100 mg/L。该条件下Cr(Ⅵ)的去除率可达81.4%,催化剂的去除效率为35.2 mg/g。     

α-乙炔基吡啶的合成

研究了α 乙炔基吡啶的合成方法,得出了炔醇化的最佳反应条件为:m〔Pd(PPh3)2Cl2〕/m(2 溴吡啶)=5×10-3,反应时间6h,反应温度60℃,炔醇化的产物转化率为93%。脱丙酮消去反应的最佳条件为:n(氢氧化钠)/n(反应物)=0 75,反应温度80℃,反应时间6h,产物转化率为86%,产物经红外、核磁共振和元素分析确证。     

高取代度阳离子淀粉的合成与表征

以玉米淀粉为原料,N-(2,3-环氧丙基)三甲基氯化铵(GTA)为阳离子醚化剂,在碱催化条件下,制备了高取代度阳离子淀粉,研究了反应条件对产品取代度和结构的影响。结果表明,在n(NaOH)/n(淀粉葡萄糖基AGU)=0.2025,n(GTA)/n(AGU)=4.0,反应温度60℃的条件下反应6h,取代度可达1.0959。用FTIR和13CNMR表征了高取代度阳离子淀粉的结构,X-ray衍射结果表明,阳离子化反应破坏了原淀粉的结晶结构,生成了具有非晶态结构的阳离子淀粉。     

N,N-二异丙基乙基胺的合成

以二异丙胺 (DIPA)、硫酸二乙酯 (Et2 SO4 )为原料合成N ,N 二异丙基乙基胺 (DIPEA)。实验确定了合适的反应条件为 :原料量比n(DIPA)∶n(Et2 SO4 ) =1 2∶1 0 ,Et2 SO4 滴加时间为 1h ,回流时间为 4h ,回流温度达到13 0℃ ,产品摩尔收率x(DIPEA) =81 4%。经精馏后 ,产品w(DIPEA)≥ 99 8%。