秸秆纤维素/改性蛭石环保吸水材料的研究

以玉米秸秆纤维素及改性蛭石为原料,柠檬酸为交联剂,制备环保复合吸水材料,研究改性蛭石含量、柠檬酸/柠檬酸三钠浓度、交联温度及交联时间对材料吸水率的影响,并采用扫描电镜表征其结构。结果表明,最佳制备工艺条件为:柠檬酸/柠檬酸三钠浓度8%,交联温度70℃,改性蛭石含量2 g,交联时间1 h,在此条件下,吸水材料的吸水倍率可达到19.17;扫描电镜分析表明,秸秆纤维素与改性蛭石形成了表面粗糙、疏松多孔、比表面积较大的复合材料;吸水材料具有较好的重复利用性;当吸水时间为4 min时,吸水速率最大,可达到5.982 g/min;吸水材料的保水率随着温度升高和时间延长呈下降趋势,在20℃时保水率较好;吸水材料具有良好的耐盐能力。     

改性壳聚糖对茜素红、活性红的脱色研究

以戊二醛作为交联剂,氯化铝、二氧化钛为掺杂剂对壳聚糖进行交联聚合改性,制备改性壳聚糖,通过IR、XRD的表征和等温吸附曲线确定掺杂二氧化钛、氯化铝的交联壳聚糖具有较好的吸附效果,再通过正交实验研究温度、染料浓度、时间、吸附剂用量等因素对该改性壳聚糖吸附茜素红、活性红的影响,试验结果表明:用该改性壳聚糖吸附茜素红,当茜素红浓度为40mg/L,温度为35℃,改性壳聚糖用量为1.5g,吸附时间为20min,脱色率91.1%,CODCr去除率79.1%;当活性红浓度为40mg/L,温度为20℃,改性壳聚糖用量为2.0g,吸附时间为30min,脱色率99.9%,CODCr去除率82.2%.     

表面改性法制备抑菌型淀粉系高吸水树脂的研究

采用水溶液聚合法,以改性淀粉和丙烯酸为原料,过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,接枝共聚制备改性淀粉系高吸水树脂,并对其进行表面改性制备了具有抑菌性能的高吸水树脂。通过单因素试验和正交试验探究了改性淀粉种类、丙烯酸溶液的中和度、反应温度、引发剂和交联剂用量等因素对树脂吸水性能的影响;探讨了表面改性过程中苦参总碱添加量与抑菌效果间的关系。结果表明,以交联B3淀粉为原料,当淀粉用量为丙烯酸质量的15%,糊化温度为75℃,糊化时间为20 min,丙烯酸溶液的中和度为75%,引发剂用量为丙烯酸质量的0.3%,交联剂用量为丙烯酸质量的0.02%,70℃条件下反应4 h时,可制备吸水性能较好的高吸水树脂;当苦参总碱用量达到25.7 mg/g时即可使树脂在自然环境下具有较好的抑菌效果。最终制备的抑菌型改性淀粉系高吸水树脂的吸水倍率为715 g/g,接枝率为90%,在60℃条件下8 h的保水率约为7%。     

γ-聚谷氨酸超吸水树脂的制备

本论文以γ-聚谷氨酸作为基体材料,通过交联剂交联制备γ-聚谷氨酸水凝胶,研究其吸水和保水效果。结果表明:γ-PGA浓度0.4g/m L,乙二醇缩水甘油醚与季戊四醇混合的比例为2∶1,交联剂用量为1.95 g,在80℃下反应1小时。此时可得到吸水率和保水率最佳的吸水树脂。     

纤维素/高岭土/PVA复合树脂凝胶膜的制备与表征

通过化学提取法从蔗渣中提取纤维素物质,利用溶剂蒸发法制备纤维素/高岭土/聚乙烯醇（PVA）复合树脂凝胶膜。采用傅里叶红外分析仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、拉伸测试、溶胀测试考察了单因素树脂溶胀浓度、树脂粒径、交联剂含量、成膜剂含量、增塑剂含量对树脂凝胶膜断裂伸长率、拉伸强度、溶胀度、弹性模量的影响。基于单因素结果进行正交试验。结果表明：当80目≤树脂粒径<100目,戊二醛用量为0.6 mL,丙三醇用量为0.9 mL,PVA溶液用量为6 mL时,复合凝胶膜材料具有优异性能。复合凝胶膜材料吸水倍率在280～300 g/g,常温下100 h后保水率仍可维持10%左右,断裂伸长率高于300%,吸水保水性能、弹性和韧性性能满足后续研发需求。     

羧甲基纤维素钠凝胶的吸水性能研究

以滤纸、氢氧化钠、一氯乙酸为原料，制备羧甲基纤维素钠，再加入含有Al³⁺的交联试剂，即获得羧甲基纤维素钠凝胶。并探究最合适的交联试剂浓度，进而探究羧甲基纤维素钠凝胶的吸水及保水性能。利用单因素分析法探究pH和温度对羧甲基纤维素钠凝胶吸水性能的影响。结果表明：羧甲基纤维素钠凝胶在去离子水中的吸水性能及吸满水后的保水性能较好，交联试剂中Al³⁺浓度为0.1 mol/L,温度为20℃,pH 5.00时，质量吸水倍率最大，为12.48。表明羧甲基纤维素钠凝胶具有一定的吸水性和保水性。     

紫外辐射固化改性制备玉米秸秆纤维素-腐植酸基吸水树脂

采用紫外辐射固化-水溶液聚合法制备玉米秸秆纤维素-腐植酸基复合型吸水树脂(UV-Cs-HA-PAA),可以改善吸水性树脂的性能。以吸水率为主要指标,探究光引发剂用量、光照强度、光照时间对复合型吸水树脂吸水吸盐效果的影响,结果表明,在光引发剂用量为1∶0.4、光照强度900 W、固化时间2.5 h的紫外辐射固化条件下制备的吸水树脂性能明显提高,吸水率可达845.78 g/g,与改性之前相比,室温下4 h的保水率从83.98%提高至86.25%,第7次重复吸水率高达156.81g/g, pH=3和pH=12的条件下吸水率分别高41.82和119.73 g/g,在不同浓度NaCl溶液中耐盐性也更优,平均维氏硬度大6.58。利用红外光谱、扫描电镜、比表面积分析、热重分析对树脂的性能变化进行了表征,结果表明,经过紫外光对原材料改性后,为树脂引入了较多刚性结构,且使树脂比表面积和热稳定性均增大。在一定程度上提高了树脂的适用范围。     

水稻秸秆水热处理-酯交换改性制备吸油材料

以水稻秸秆为原料经水热处理-酯交换改性制备溢油吸附材料。水稻秸秆通过水热预处理改善其纤维结构,进一步以乙酸乙烯酯为酯化剂、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂、无水碳酸钾为催化剂进行酯交换改性,改性后材料的亲油疏水性得到明显改善。系统考察了酯交换反应的条件对改性材料的吸油性能影响,得到优化的改性条件:反应温度为90℃,催化剂浓度为1.5g/m L,酯化剂体积分数为20%,反应时间为6h。改性后水稻秸秆的吸油倍率为9.71g/g,吸水倍率为0.51g/g。对改性前后的材料进行BET、XRD和FTIR表征,发现水热处理可以显著改善材料的孔结构,扩大其孔径;酯交换改性材料的结晶度降低和乙酰基特征峰的出现,说明水稻秸秆确实发生了酯交换反应。     

小麦秸秆制备农用高吸水性树脂

将小麦秸秆进行碱蒸煮预处理,与丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚合成农用高吸水性树脂,采用正交优化设计及单因素实验确定了合成条件中各因素的最佳水平:反应温度为45℃、引发剂中过硫酸钾用量为单体质量的0.8%、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)用量为单体质量的0.6%、单体丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)与小麦秸秆质量比为8、m(AA)/m(AM)=1、单体浓度为1.3 mol/L、丙烯酸中和度为75%、反应时间为4 h、烘干温度为50℃等;对最佳条件下制备的树脂进行了吸水倍率、速率及保水能力的测试;对秸秆预处理前后及接枝产物进行了红外谱图分析。结果表明,该树脂具有良好的吸水保水、吸肥保肥性能,吸收去离子水达412 g/g,吸收w(复混肥)=0.1%的水溶液达到126 g/g,且在30 m in内达到吸收饱和,抑蒸效果显著;丙烯酸、丙烯酰胺确已成功接枝在秸秆纤维素的主链上。     

交联透明质酸钠凝胶的制备

研究了以1,4-丁二醇二缩水甘油醚作为交联剂,透明质酸钠为原料,制备交联透明质酸钠凝胶。探讨了氢氧化钠浓度、反应温度、反应时间对交联透明质酸钠凝胶中残留量的影响。实验结果表明,反应最佳条件为:氢氧化钠浓度0.25mol/L,50℃反应4小时,20℃反应3天时间。此方法制备的交联透明质酸钠凝胶中交联剂残留量低于2μg/g,所需水洗时间短,产品符合YY 0308-2004标准。