羟乙基壳聚糖季铵盐的合成及絮凝性能

通过壳聚糖(CTS)与2-氯乙醇形成羟乙基壳聚糖(HECS),然后与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)反应合成羟乙基壳聚糖季铵盐(HEQCS)。利用FTIR、~1HNMR对HEQCS的结构进行表征。将HEQCS与配制的高岭土模拟废水进行絮凝实验,考察了pH、HEQCS投加量、阳离子度对絮凝效果的影响,得到最佳pH=4~6,HEQCS投加量为3~6 mg/L,阳离子度为58%~71%,此时,絮凝后上清液浊度去除率为98%以上,与聚丙烯酰胺(CPAM)、CTS相比,絮凝性能优异。     

石蜡乳液表面包覆改性低阶煤及其对水煤浆性能的影响

以微波法脱除内蒙古霍林河褐煤煤粒内水并分别以非离子石蜡乳液和阴离子石蜡乳液对煤粒进行包覆改性。考察了原煤粒(YM)、微波干燥煤粒(WB)、非离子石蜡乳液改性煤粒(NPE)和阴离子石蜡乳液改性煤粒(APE)的比表面积、孔容积和孔径,结果表明,阴离子石蜡乳液较非离子石蜡乳液的封孔效果更佳。考察了水在4种煤粒上的接触角及4种煤粒的吸水率,结果表明APE具有最好的疏水性。考察了萘磺酸盐分散剂(NSF)在4种煤粒上的吸附膜厚度,结果表明,NSF在YM、WB、NPE和APE上的吸附膜厚度分别为0.61nm、1.13nm、2.19nm和2.89nm。以4种煤粒制备水煤浆并测试其成浆性能,结果表明,APE水煤浆具有最高的成浆浓度和最优的稳定性。     

含氟丙烯酸酯-聚氨酯共混膜的自组织梯度化结构

通过细乳液聚合法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二醇(PTMG)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三羟甲基丙烷(TMP)及全氟烷基乙基丙烯酸酯(FA)为原料,制备不同FA用量的氟化聚氨酯(PUFPA)乳液。采用FTIR、AFM、SEM-EDS、XPS考察了FA用量对PUFPA乳胶膜自组织梯度结构的影响。结果表明:当FA质量分数为40%(PUFPA40%)时,乳胶膜膜-空气(F-A)面与膜-基材(F-P)面表面自由能差异显著,断面出现相分层,含氟组分(FPA)在F-A面开始富集,乳胶膜呈明显梯度化结构;乳胶膜经热处理(110℃,2 h)后,膜F-A面水接触角达到132.5°,疏水程度增大,膜正反面的表面自由能差异进一步增大,断面分层更明显,且从膜F-A面到膜F-P面沿厚度方向氟元素浓度逐渐降低,梯度化结构更加明显。     

PVA-SiO_2制备无机纤维防火保温材料的研究

以粉煤灰/煤矸石纤维为原料,聚乙烯醇(PVA)与二氧化硅(SiO_2)的复合物为粘合剂制得粉煤灰/煤矸石纤维保温板。探究了粘合剂的质量配合比及用量对粉煤灰/煤矸石纤维保温板性能的影响。研究结果表明:PVA∶硅酸钠(Na2SiO3)的质量配合比4∶1~5∶1,粘合剂用量介于25%~45%(体积分数)时较合适,制得的保温板的总燃烧值小于3MJ/kg,失重率小于20%,达到A级防火建材标准,且具有良好的保温性能。     

改性氧化石墨烯对Cu2+吸附性能的研究

采用改进的Hummer法制得氧化石墨烯(GO),用巯基乙胺对GO进行改性,制得巯基化氧化石墨烯(SH-GO),对有关产物的形貌和结构进行了表征,考察了p H值、SH-GO用量、吸附时间等因素对SH-GO吸附Cu2+效果的影响。结果表明,GO呈无序分布的片状结构,含有较多的含氧基团;p H值为5时的吸附效果最佳;SH-GO投加量为200mg·L-1时,吸附效率可达98.8%;120min可达到吸附平衡;吸附过程符合准二级动力学模型和朗格缪尔等温吸附方程;SH-GO重复使用性能良好。     

孪尾疏水单体改性聚丙烯酰胺的合成及性能表征

以十二烷基磺酸钠胶束溶液为表面活性剂,将孪尾疏水单体N,N-二乙基丙烯酰胺增溶其中,再以过硫酸钾为引发剂,与丙烯酰胺和丙烯酸钠通过胶束共聚法制备了疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)。利用FTIR、1H NMR、TG、荧光光谱和流变测试等方法表征了HMPAM的结构,并研究了其水溶液的流变性能。表征结果显示,HMPAM中存在孪尾的乙基结构,热稳定性较好。实验结果表明,当HMPAM含量低于0.5 g/L时,其对溶液极性影响不大;当HMPAM含量高于0.5 g/L时,溶液极性降低。HMPAM溶液为非牛顿流体,随HMPAM含量的增大,聚合物的孪尾基团发生缔合作用的几率增大,溶液表观黏度增大。HMPAM具有较好的触变性和耐温性能。     

[CmVIM]Cl离子液体的合成及工艺优化

以1-乙烯基咪唑和2-氯乙酰胺为原料,缚酸剂三乙胺(TEA)为催化剂,合成氯代1-氨甲酰甲基-3-乙烯基咪唑离子液体[CmVIM]Cl,探讨了n(1-乙烯基咪唑)∶n(2-氯乙酰胺)、反应温度、反应时间和TEA用量对[CmVIM]Cl收率的影响。结果表明,最佳合成工艺条件为:n(1-乙烯基咪唑)∶n(2-氯乙酰胺)=1∶1.2,反应温度85℃,反应时间13 h,n(2-氯乙酰胺)∶n(TEA)=1∶0.5,收率达85.8%。产物具有良好的热稳定性,初始分解温度为218.3℃。     

系列磺酸钠型Gemini表面活性剂的合成及表征

通过两步反应,合成了三种磺酸钠型Gemini表面活性剂6,6′-(丙基-1,3-二基双氧)双(3-壬基苯磺酸钠)(9B-3-9B)、6,6′-(正丁基-1,4-二基双氧)双(3-壬基苯磺酸钠)(9B-4-9B)和6,6′-(正戊基-1,5-二基双氧)双(3-壬基苯磺酸钠)(9B-5-9B),并讨论了反应温度和反应时间对产物产率的影响,优化了反应条件。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振仪(1H NMR)和元素分析仪表征产物结构,并通过DCTA21表面界面张力仪测定其在水溶液中的表面张力。结果表明:与传统表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)相比,Gemini表面活性剂9B-m-9B(m=3,4,5)具有更高的表面活性,其临界胶束浓度(CMC)分别为0.14、0.11、0.12 mmol·L-1,对应的表面张力-CMC分别为29.43、29.26、28.22 mN·m-1。     

阴离子β-环糊精/Fe_3O_4磁性微球对Cu~(2+)的吸附

通过对β-环糊精(β-CD)改性制备了阴离子β-环糊精/Fe3O4磁性微球(β-CDM),并研究了β-CDM对Cu2+吸附的热力学、动力学及循环使用性能,借助数学拟合的方法得到了吸附热力学和动力学参数,探讨其吸附机理。研究表明,β-CDM对Cu2+的吸附是一个自发的放热过程,Langmuir与Freundlich等温吸附模型均适用于β-CDM对Cu2+的吸附研究,β-CDM对Cu2+的吸附经历颗粒外部扩散—孔隙扩散—吸附反应3个阶段,该吸附过程既存在物理吸附,又有化学吸附,在吸附温度298、308、318 K下得到的吸附速率常数分别为0.0906、0.1161、0.1674g·mmol-1·min-1,吸附表观活化能为24.12 kJ·mol-1,且随着介质中Cu2+平衡吸附量的增大,β-CDM对Cu2+的吸附驱动力由焓变转变为熵变。β-CDM重复利用8次后,对Cu2+的除去率由首次使用时的95.20%下降至88.21%。     

季铵化改性氨基聚硅氧烷的合成及应用性能

采用氯乙酸乙酯对N,N-二甲基-γ-氨丙基-γ-氨丙基聚二甲基硅氧烷(ASO-121)进行季铵化改性,合成了一种季铵化改性氨基聚硅氧烷(QASO-121)。利用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、扫描电镜(SEM)、纳米粒度仪等仪器对QASO-121及其乳液进行了表征和纤维表面的成膜性分析,并讨论了氨值、黏度及硅乳用量对所整理织物应用性能的影响。结果表明,QASO-121乳液平均粒径为75.3 nm,电位为+21.2mV,且其在织物纤维表面具有良好的成膜性。经氨值为0.6 mmol/g、黏度为2.600 Pa·s、硅乳用量为4 g/L的QASO-121整理的布样,织物柔软性提高,亲水性增强,白度基本不变。将QASO-121与未季铵化ASO-121进行应用性能对比,发现两者整理织物的柔软性相近,但经QASO-121所整理织物具有良好的亲水性且富有弹性,其抗黄变性能也得到了改善。