聚乙烯亚胺/纤维素的合成及对脲酸的吸附性能

以聚乙烯亚胺(PEI)为功能基团、以微晶纤维素(MCC)为载体通过环氧氯丙烷将PEI接枝到MCC上,制得功能高分子吸附材料聚乙烯亚胺/纤维素(PEI/MCC)。通过红外光谱、元素分析、X射线衍射对PEI/MCC进行结构表征;测定其对脲酸的吸附性能。PEI/MCC的合成条件:在N2保护下,环氧化纤维素(EC)与PEI的质量比为1∶6,碳酸钠0.047mol,1,4-二氧六环20 mL,反应温度为60℃,反应时间为6 h。静态吸附实验结果表明,PEI/MCC对脲酸有较强的吸附能力,含氮量与吸附容量成正比,对脲酸的最大吸附容量为9.53 mg/g。     

木质素-聚乙烯亚胺的合成及对Cu~(2+)离子的吸附性能

以木质素(Lignin)为基质,用戊二醛(GA)做交联剂,将聚乙烯亚胺(PEI)交联到木质素分子上,制得木质素-聚乙烯亚胺(Lignin-PEI)吸附剂,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)对Lignin-PEI的结构进行表征,并考察了其对Cu2+的吸附性能。结果表明,当Lignin、PEI和GA的反应比m(g)∶V(mL)∶V(mL)为2∶5∶20,在温度25℃下,反应时间2h,合成的Lignin-PEI的含氮量为10.61%。吸附等温数据符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级反应动力学模型。Lignin-PEI吸附剂对Cu2+饱和吸附量为54.15mg/g。     

聚乙烯亚胺功能化多壁碳纳米管的制备及对硫化氢气体的吸附性能

采用聚乙烯亚胺(PEI)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行功能化,并用红外、热失重、拉曼对聚乙烯亚胺改性的碳纳米管进行表征,红外光谱和热失重曲线表明聚乙烯亚胺成功键合到多壁碳纳米管上,拉曼光谱中碳纳米管的D/G比(D峰面积比G峰面积)从0.8398变成1.2364,说明碳纳米管的缺陷程度明显增加,这种缺陷的增加是由碳纳米管表面引入了PEI导致的。利用紫外吸收光谱探究聚乙烯亚胺功能化的多壁碳纳米管(MWCNTs-PEI)对硫化氢的吸收及其可逆性。MWCNTs-PEI对硫化氢的首次吸收效率为0.16 mmol/g,2次重复吸收后仍有0.13 mmol/g的吸收效率,说明MWCNTs-PEI能够对硫化氢起到吸收作用并且具有很好的可逆性。     

磁性羟乙基纤维素-聚乙烯亚胺的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附性能

以羟乙基纤维素(HEC)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,在水介质中,通过戊二醛进行交联,并包埋磁性Fe3O4,制备了磁性羟乙基纤维素-聚乙烯亚胺(Fe3O4-HEC-PEI)吸附材料。用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和震动样品磁强计(VSM)对Fe3O4-HEC-PEI吸附材料进行了表征,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了其对Pb(Ⅱ)离子的吸附性能。表征结果说明,HEC和PEI成功交联,并对Fe3O4颗粒进行了包埋,Fe3O4-HEC-PEI的饱和磁化强度为52.59 A·m2/kg,其中的Fe3O4仍为单一相的反尖晶石型结构。吸附测试结果表明,Fe3O4-HEC-PEI对Pb(Ⅱ)的吸附在120 min达到平衡,吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温数据更好的符合Freundlich模型。Fe3O4-HEC-PEI吸附Pb(Ⅱ)离子的Gibbs自由能变ΔG00,焓变ΔH0=-8.83 k J/mol,熵变ΔS0=-18.29 J/(mol·K),说明Fe3O4-HEC-PEI对Pb(Ⅱ)离子的吸附是一个放热和熵减少的自发过程。     

浓乳液模板法制备多孔二氧化碳吸附材料

首先通过浓乳液模板法制备了多孔二氧化硅基体,然后采用物理浸渍法将聚乙烯亚胺引入到二氧化硅基体内,制备出一种氨基功能化的多孔二氧化硅材料。采用红外光谱、扫描电镜以及比表面积测试(BET)对材料的结构与形貌进行了表征,分析了浓乳液分散相体积分数对二氧化硅多孔结构的影响。最后研究了固载聚乙烯亚胺(PEI)的二氧化硅多孔材料的二氧化碳吸附性能。结果表明,随着浓乳液分散相体积分数的增加,聚苯乙烯模板材料的泡孔直径减小,由此制得的多孔二氧化硅的平均孔径减小,负载PEI后此种材料的比表面积、孔隙率和孔径均变小,最终所制备的多孔结构固体二氧化碳吸附材料具有吸附容量大与吸附可再生性好的特点,75℃最大吸附容量为3.28 mmol/g。     

聚乙烯亚胺稳定聚吡咯纳米颗粒的制备及其光热抗菌性能研究

目前,抗生素药物的不良反应和多重耐药(MDR)菌株的出现严重威胁着人们的生命健康,迫切需要开发新的治疗细菌,尤其是耐药菌感染的方法。利用简单的化学反应制备了聚乙烯亚胺稳定的聚吡咯纳米颗粒(PPy-PEI NPs),并通过调节吡咯单体的组分获得一系列不同尺寸的纳米颗粒。采用动态光散射(DLS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱分析了PPy-PEI NPs的物理和化学特性。此外,研究了PPy-PEI NPs对大肠杆菌(E.coli)、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的光热抗菌活性。研究结果表明,在808 nm近红外光照射下,合成的PPy-PEI NPs能够完全抑制病原菌的生长。因此,PPy-PEI NPs是优良的有机纳米光热剂,并在光热抗菌治疗领域具有良好的应用前景。     

聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素的合成及对金属离子的吸附性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,用戊二醛(GA)做交联剂,将聚乙烯亚胺(PEI)交联到羧甲基纤维素上制得聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素吸附剂(PEI-CMC)。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱对PEI-CMC的结构进行了表征,测定了其对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附性能,并研究了pH值、时间、金属离子的初始浓度对吸附的影响。结果表明,当CMC、PEI和GA的反应比为1 g∶5 mL∶20 mL,反应温度为25℃,反应时间为3 h时,合成的PEI-CMC的含氮量为13.23%。当CMC和PEI的反应比为1 g∶5 mL时,随着戊二醛(质量分数2.5%)的加入量增加,PEI-CMC的产率先增大后降低。在pH值1~14的范围内,溶液酸碱度的变化对PEI-CMC的交联度没有影响。PEI-CMC吸附剂对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量在实验范围内随pH升高而增加。PEI-CMC对Pb2+和Cu2+、Cd2+的吸附在90 min和180 min后分别达到平衡,吸附动力学符合准二级反应动力学模型。随着Cu2+、Pb2+和Cd2+初始浓度的增加,PEI-CMC对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量开始时快速增加,而后达到饱和,吸附等温数据符合Freundlich模型,最大吸附容量分别为Cu2+250.0mg/g、Pb2+635.9 mg/g、Cd2+142.8 mg/g。     

羧甲基纤维素/聚乙烯亚胺气凝胶对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

通过环氧氯乙烷交联羧甲基纤维素钠(SC)和聚乙烯亚胺(PEI)制备含胺基和羧基的多孔气凝胶(PSC),应用于废水中Ni(Ⅱ)的吸附。研究PSC的组成、溶液pH、处理时间和Ni(Ⅱ)初始浓度等因素对吸附的影响。结果表明：SC与PEI质量比为1∶5的PSC在pH=4.0的条件下具有最大吸附容量(>190mg/g);吸附行为符合准二级动力学和Freundlich等温吸附模型;在投料量为1.0g/L条件下,PSC可将实际水体中10mg/L的Ni(Ⅱ)降低至国家污水排放标准以下。X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等分析表明离子交换与Ni(Ⅱ)和羧基及胺基间的络合作用是吸附的主要机理。     

聚乙烯亚胺在SiC粉体上的定量吸附研究

利用紫外一可见光谱研究了分散剂聚乙烯亚胺在粉体ＳｉＣ上的定量吸附情况．加入酸性ＰＥＩ后粉体ＳｉＣ表面的电性发生改变,等电点由ｐＨ＝２．０移至ｐＨ＝１０．５．分散剂在粉体上的吸附满足Ｌａｎｇｍｕｉｒ单层吸附方程．对分散剂ＰＥＩ－Ｈ^＋（ｐＨ＝３．５７）来说,单层吸附值为０．０１７２ｍｇ／ｍＬ．对分散剂ＰＥＩ－Ｈ^＋（ｐＨ＝６６１）来说,单层吸附值为０．０２０８ｍｇ／ｍＬ．利用富利叶红外光谱证实了这种吸附作用．     

胺型螯合纤维对Au^3^＋的吸附行为

研究了含胺基的螯合纤维对三价金离子的吸附为，结果表明，含二乙胺基和二乙醇胺基的螯合纤维对金离子的吸附量较大，而且吸附快，对金的选择性好，还能将所吸附的金离了还原成单质金。     

含氮多孔炭的制备及其在二氧化碳吸附中的应用

以甲醛(F)和间苯二酚(R)为炭源,赖氨酸为催化剂,采用快速溶胶凝胶法所制含氮多孔炭(RFL)对CO2具有较高的吸附能力;为增加RFL的氮含量,引入适量的三聚氰胺(M),制得的多孔炭(RFLM)含N量增加,比表面积和孔体积也有所增加;在合成体系中进一步引入谷氨酸(G),可使聚合反应速率得到控制,且多孔炭(RFLMG)的织构性质也得到进一步优化。RFLM和RFLMG对CO2的吸附能力较RFL弱,说明多孔炭的含N量与其对CO2的吸附能力没有明确的线性关系,而含氮官能团的存在形式会影响多孔炭对CO2的吸附能力。     

新型CO2捕获材料研究进展

高效、经济、环境友好的CO2捕获技术的开发与应用将是未来发展的趋势.本文概括了对CO2的吸附分离技术以及捕获机理,总结了传统CO2捕获材料的研究与不足,重点讨论了新型CO2捕获材料的发展状况和研究进展,新型CO2捕获材料的研发与应用将大大缓解全球气候变暖.     

Advances in principal factors influencing carbon dioxide adsorption on zeolites

Abstract

We report the advances in the principal structural and experimental factors that might influence the carbon dioxide (CO₂) adsorption on natural and synthetic zeolites. The CO₂ adsorption is principally govern by the inclusion of exchangeable cations (countercations) within the cavities of zeolites, which induce basicity and an electric field, two key parameters for CO₂ adsorption. More specifically, these two parameters vary with diverse factors including the nature, distribution and number of exchangeable cations. The structure of framework also determines CO₂ adsorption on zeolites by influencing the basicity and electric field in their cavities. In fact, the basicity and electric field usually vary inversely with the Si/Al ratio. Furthermore, the CO₂ adsorption might be limited by the size of pores within zeolites and by the carbonates formation during the CO₂ chemisorption. The polarity of molecules adsorbed on zeolites represents a very important factor that influences their interaction with the electric field. The adsorbates that have the most great quadrupole moment such as the CO₂, might interact strongly with the electric field of zeolites and this favors their adsorption. The pressure, temperature and presence of water seem to be the most important experimental conditions that influence the adsorption of CO₂. The CO₂ adsorption increases with the gas phase pressure and decreases with the rise of temperature. The presence of water significantly decreases adsorption capacity of cationic zeolites by decreasing strength and heterogeneity of the electric field and by favoring the formation of bicarbonates. The optimization of the zeolites structural characteristics and the experimental conditions might enhance substantially their CO₂ adsorption capacity and thereby might give rise to the excellent adsorbents that may be used to capturing the industrial emissions of CO₂.     

Membrane thinning for efficient CO2 capture

Abstract

Enhancing the fluxes in gas separation membranes is required for utilizing the membranes on a mass scale for CO₂ capture. Membrane thinning is one of the most promising approaches to achieve high fluxes. In addition, sophisticated molecular transport across membranes can boost gas separation performance. In this review, we attempt to summarize the current state of CO₂ separation membranes, especially from the viewpoint of thinning the selective layers and the membrane itself. The gas permeation behavior of membranes with ultimate thicknesses and their future directions are discussed.     

用于CO2捕获的智能吸附剂:促使强吸附活性位响应于可见光

基于光响应吸附剂的吸附过程可控性好、能源效率高,其在CO2捕获中的应用受到关注.然而,大多数报道的光响应吸附剂是基于弱吸附位点设计的,通过其结构或位阻的变化控制CO2吸附.此外,还需要用到紫外光来调节吸附能力.本文首次报道了用于CO2捕获的智能吸附剂,促使强吸附活性位响应于可见光.吸附剂的制备通过将伯胺和分散红(DR1...     

以金属框架有机物为模板合成微孔炭及其对CO2的吸附性能（英文）

以金属框架有机物为模板,酚醛树脂为碳质前躯体,合成系列微孔炭。合成的微孔炭比表面积可达2 368 m2/g;在300 K常压条件下,该材料对CO2的饱和吸附量为2.9mmol/g。通过调节碳质前躯体的配比和老化时间,可以控制微孔炭的孔结构;在炭化过程中,挥发逸出的Zn也对基体碳发挥协同活化功能,进而使微孔炭的微孔含量提高。微孔炭对CO2的饱和吸附量随其比表面积的增加而增大。     

氨基改性过程引入去离子水对层状双氢氧化物CO_2吸附性能的影响规律研究

以共沉淀方法合成了十二烷基磺酸钠插层的Mg/Al层状双氢氧化物,并采用超声剥落方法进行氨基改性。利用元素分析、X射线衍射技术和扫描电镜表征所得样品的成分、结构以及形貌特征,利用热重分析技术表征样品在30℃、1.013×105 Pa下对CO2的吸附能力以及吸附-脱附循环再生性能。在氨基改性过程的超声剥落环节引入一定量的去离子水,重点考察了去离子水对氨基改性层状双氢氧化物的氨基负载量和CO2吸附性能的影响规律。结果表明,当改性过程中加入的去离子水量为0.1 mL/g时,样品Mg/Al 0.1N1和Mg/Al 0.1N2的CO2吸附容量均为最大,分别为1.21和1.02 mmol/g(30℃,纯CO2环境)。     

Optimization of cryogenic carbon dioxide capture from natural gas

Cryogenic carbon dioxide removal from natural gas requires accurate thermodynamic phase study of the natural gas mixture and individual components. Thermodynamic data generation of carbon dioxide‐methane mixture having 90 % carbon dioxide for cryogenic carbon dioxide capture from natural gas using Peng Robinson equation of state is discussed in this research work. Golden section search technique along with Eureqa optimizing tool is then used to optimize the pressure‐temperature conditions for the cryogenic carbon dioxide capture in the solid‐vapour two‐phase region. Cost optimization is done for the carbon dioxide capture system at atmospheric pressure and 20 bar. Temperature ranges for optimization were obtained from the predicted thermodynamic data for the mixture. The optimum temperatures obtained in this research work for the cryogenic carbon dioxide capture at atmospheric pressure and the 20 bar are ?103.8 °C and ?60.90 °C respectively. For atmospheric pressure at ?103.8 °C the worth of methane, carbon dioxide, and energy is 114 $/h, 9 $/h, and 53 $/h respectively, while at 20 bar and ?60.9 °C the worth of carbon dioxide, methane, and the energy are found to be 129 $/h, 46 $/h, 52 $/h, respectively.     

二氧化碳提纯装置中影响产品质量和产量的因素分析

介绍影响液体二氧化碳产品质量和产量的因素,并分析其原因。     

沙柳基磁性多孔炭的制备及其吸附亚甲基蓝性能研究

采用水热法原位改性沙柳生物炭制备磁性多孔炭复合材料,利用SEM、XRD、FT-IR、XPS和BET分别对多孔炭的形貌、结构表征,并研究磁性多孔炭吸附去除废水中亚甲基蓝性能.系列表征分析结果表明磁性复合材料表面疏松多孔,比表面积为63.01 m2/g,含有-COOH、-OH等丰富的官能团.在亚甲基蓝初始质量浓度为50 m...