聚(邻苯二酚-己二胺)-聚苯乙烯复合材料的亲疏水性能研究

浸润性是材料表面的重要性能之一。本文选择邻苯二酚和己二胺作为单体在温和条件下聚合,制备超亲水、超疏水涂层。以制备的单分散聚苯乙烯微球为模板,通过在其表面沉积聚酚胺,利用简单的化学沉积法分别制备超亲水和超疏水涂层。通过红外、热重、扫描电镜等对其进行了表征,研究了其亲、疏水性能,并对其原因进行了探究。     

U(VI)吸附材料的制备及其吸附性能的研究进展

核能的发展和使用极大地促进了铀消耗,也导致传统的陆地铀矿难以满足实际需求量,因此,开发新的铀矿开采方式和提取方法来填补铀原料的需求势在必行。海水中铀浓度极低,但其含量达45亿t,若开发出一种高效、经济的技术手段实现海水中铀离子U(Ⅵ)的提取,对未来核工业的发展有着举足轻重的作用和意义。另一方面,目前铀矿开采方法的缺陷导致大量低浓度铀废水产生,危害着生态环境和人类健康,所以实现从含铀废水中去除U(Ⅵ)迫在眉睫。文中总结了影响U(Ⅵ)吸附的因素,包括pH、温度和共存离子,同时将常见的U(Ⅵ)吸附材料按照类型分类,讨论了吸附材料的制备方法和吸附机理,旨在为有针对性地设计新型U(Ⅵ)吸附材料提供参考,并为规避不利因素和解决与U(Ⅵ)回收和去除有关的技术问题提供建议。     

凹土制备MCM-41及其氨基改性吸附单宁酸

凹凸棒石粘土经酸化、水热晶化合成MCM-41分子筛并对其进行了氨基改性。采用XRF、XRD、SEM、TEM、FT-IR和N2吸附-脱附对材料进行表征。研究模板剂和NaOH浓度、晶化温度和时间对MCM-41分子筛合成的影响以及氨基改性后对单宁酸的吸附性能。结果表明:模板剂十六烷基三甲基溴化铵浓度为10%、NaOH浓度为0.4 mol/L、晶化温度100℃、晶化时间96h时,所得MCM-41分子筛具有较好的结晶度和最大的比表面积。氨基改性可有效提高MCM-41分子筛对单宁酸的吸附,最大饱和吸附量为110mg/g。     

聚乙二醇凝胶的制备及其溶胀性能研究

以丙烯酰氯和聚乙二醇（PEG）为原料,合成了聚乙二醇大分子单体,用过硫酸铵为引发剂,N,N亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合法制备聚乙二醇交联凝胶。探讨了单体分子量、温度、交联剂等因素对PEG凝胶溶胀性能的影响,结果表明：当温度为45℃,单体分子量为20000,交联剂浓度为0.2wt%时,凝胶的溶胀程度最大。此外,差式扫描量热仪（DSC）的结果显示,聚乙二醇在交联网络中不能结晶。     

酸-高温改性海泡石对单宁酸的吸附性能及其表面化学特性研究

以单宁酸为目标污染物,分析了溶液初始pH、吸附时间以及吸附剂投加量等因素对酸-高温改性海泡石吸附单宁酸的影响,并通过表面电荷、X射线衍射与红外光谱的测定分析,探讨了天然海泡石、酸-高温改性海泡石以及改性海泡石吸附单宁酸后的表面化学特性.结果表明,溶液初始pH=2增加到pH=10时,酸-高温改性海泡石对单宁酸的去除率由35.0%上升到74.8%,吸附量由7.0mg/g上升到15.0mg/g.随着吸附剂投加量的增加,单宁酸的去除率呈上升趋势.当吸附时间为6h时,去除率可达71.0%,吸附量为14.2mg/g,而后去除率与吸附量基本保持不变.海泡石与酸-高温改性海泡石电荷零点所对应的pHZPC分别为7.32±0.1和6.44±0.1,表明酸-高温改性增加了海泡石表面的酸度,形成了更多的表面吸附位;同时酸-高温改性提高了海泡石的纯度和吸附性能,改性海泡石吸附单宁酸后,其红外图谱显示在2 975、2 919和1 629cm-1处出现了吸收峰,表明改性海泡石对单宁酸有较好的吸附作用.     

锶磷灰石@壳聚糖-聚氧化乙烯@明胶复合支架制备及其生物性能探究

为了模拟自然骨的成分以及进一步提高材料的生物活性,制备羟基磷灰石@壳聚糖@明胶和锶磷灰石@壳聚糖@明胶复合支架,并对两种材料的生物性能进行表征。通过同轴电纺制备核壳结构的壳聚糖@明胶纤维;并采用化学沉积方法,在壳聚糖@明胶纤维表面沉积羟基磷灰石或锶磷灰石颗粒。结果显示:沉积锶磷灰石后,支架仍然能保持利于细胞生长的网状结构;细胞毒性实验和增殖实验结果表明,MG-63细胞在支架材料上的存活率均超过70%;与羟基磷灰石@壳聚糖@明胶复合支架相比,锶磷灰石@壳聚糖@明胶复合支架的细胞存活率更高,表明该材料确实促进细胞的生长和活性。因此锶磷灰石@壳聚糖@明胶复合支架有良好的骨组织工程应用前景。     

壳聚糖-聚氧化乙烯@明胶纤维制备及其生物性能探究

为提高壳聚糖的可纺性和生物相容性进行了材料设计。通过在壳聚糖(CS)乙酸溶液中引入高度可纺性的聚氧化乙烯(PEO)来提高壳聚糖的可纺性,并以高度可纺性的明胶(GEL)作为核模板,通过同轴静电纺丝技术进一步提高壳聚糖的可纺性,并制备出核壳结构的壳聚糖-聚氧化乙烯@明胶(CS-PEO@GEL)纤维。纺丝实验结果显示,CS和GEL浓度对纤维成型有显著影响,最佳条件为:CS浓度为3%(W/V),CS和PEO质量比为4∶1,GEL浓度为41%(W/V);扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)显示CS-PEO@GEL纳米纤维表面均匀光滑,具有核壳结构,内径约为100nm,外径约为150nm;亲水性测试结果表明,亲水性较好的PEO和GEL能够明显提高CS的亲水性;骨肉瘤细胞MG-63培养过程中,CS-PEO@GEL纤维呈现出良好的生物相容性。所制备的CS-PEO@GEL纤维材料在骨组织工程上具有潜在的研究价值。     

粉煤灰多孔陶瓷制备及其吸附Cr(Ⅵ)性能

以粉煤灰为基体材料,用碳酸钠(Na₂CO₃)为造孔剂,氢氧化钠做助熔剂,混合均匀后经压片成型,在马弗炉中经高温煅烧得多孔陶瓷。研究了碳酸钠含量以及煅烧温度,对陶瓷孔隙率和强度的影响,以及制备的粉煤灰多孔陶瓷对 Cr(Ⅵ)的吸附性能的影响。研究结果表明：煅烧温度为800℃,造孔剂含量为15%,所制备的粉煤灰多孔陶瓷的孔隙率为40.28%,抗压强度为8.1MPa,陶瓷片的饱和吸附时间为200min,对0.060 06g·L^-1的重铬酸钾溶液中Cr(Ⅵ)的去除率为71.36%,吸附能力达0.757mg·g^-1。研究发现,粉煤灰陶瓷的吸附位点主要是-SiO₃^2-,陶瓷片经3次吸脱附后 Cr(Ⅵ)去除率仍可达到45%左右。     

pH响应性聚酚胺微胶囊制备及其吸附性能研究

本文首先制备了单分散的二氧化硅微球,并以此为模板,制备了聚酚胺微胶囊。研究发现,聚酚胺微胶囊表现出两性而且对带电荷小分子的吸附受p H影响。在低p H值条件下,聚多巴胺胶囊对甲基橙(带负电荷的小分子)具有选择性装载;在高p H值条件下,聚多巴胺胶囊对罗丹明6G(对带正电荷的小分子)具有选择性装载。装载量受p H值和装载物质的浓度的影响。     

聚(3,4-二溴噻吩)及其电致变色器件的制备与性能研究

以3,4-二溴噻吩作为单体,以三氟化硼乙醚溶液(BFEE)为电解质溶液,通过电化学聚合得到聚(3,4-二溴噻吩)[Poly(3,4-dibromothiophene),PDBrTh],其能够显示亮红色和蓝色之间的可逆变化,并研究了PDBrTh薄膜的电致变色性能,其最快响应时间可以达到1.21 s,循环寿命达到1 800圈.以此薄膜作为电致变色层,制成的全固态PDBrTh基电致变色器件能够实现红色/蓝色的可逆变化,对于丰富电致变色器件的颜色具有重要意义.     

纤维素-氨基硫脲吸附材料的制备及其性能评价

为获得对Cu~(2+)具有良好吸附性能的吸附材料,采用戊二醛化学交联氨基硫脲并与竹浆纤维素进行反应,制备纤维素-氨基硫脲吸附材料(Bamboo pulp cellulose-g-thiosemicarbazide, BPC-g-TSC)。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅立叶红外吸收光谱(FT-IR)仪和有机元素分析仪对竹浆纤维素和BPC-g-TSC进行表征分析,并研究了不同条件(pH值、接触时间、Cu~(2+)初始浓度等)对Cu~(2+)吸附性能的影响。结果表明:纤维素被氨基硫脲成功修饰;BPC-g-TSC对Cu~(2+)的吸附最佳pH值为7,在吸附4 h后基本达到吸附平衡,平衡吸附量为51.40 mg/g;吸附过程较好地符合准二级动力学模型和朗格缪尔等温吸附模型,说明吸附过程主要是以单层的表面吸附和化学吸附为主,理论最大吸附容量为121.95 mg/g。通过该研究可制备出一种对Cu~(2+)具有良好吸附性能的吸附材料,在废水处理领域具有潜在的应用前景。     

新型改性膨润土制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

目的研究加碳焙烧改性新方法制备改性膨润土(Modified Bentonite,MB)作为Cr(Ⅵ)吸附剂的条件,探讨MB对Cr(Ⅵ)吸附的影响因素及吸附机理,旨在研发一种无害且经济的修复Cr(Ⅵ)污染土壤和地下水的可渗透反应墙(PRB)的反应介质.方法以Al2(SO4)3为改性剂对辽宁黑山钙基膨润土进行加碳焙烧改性.结果通过试验确定最佳改性条件:改性剂Al2(SO4)3投加量为25%,加碳量为2%,焙烧温度为420℃,焙烧时间为2 h.在13.5℃,溶液pH为6.5,MB投加量为20 g/L,搅拌45 min的条件下试验,MB对质量浓度为1 mg/L的Cr(Ⅵ)去除率达到98.21%,处理后Cr(Ⅵ)质量浓度达到地下水水质Ⅲ类标准,且表现出固液分离容易、处理土无解吸等优点.结论将改性膨润土MB作为PRB反应介质应用于修复Cr(Ⅵ)污染的土壤和地下水是可行的.     

单宁酸疏水改性棉织物的制备与性能研究

以棉织物为基材,利用单宁酸独特的粘附特性进行表面改性处理并功能化接枝两性金属离子,制备了疏水性良好的TA/Fe³⁺-cotton。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱(FT-IR)及接触角测量仪等表征了其微观形态和润湿性能。结果表明,改性棉织物具有较好的疏水特性,最佳制备条件下改性棉织物的静态水接触角可达142.5°。     

聚乙烯醇-聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶的制备及吸附性能

采用聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)为原料,戊二醛(glutaraldehyde)为交联剂,制备了一种互穿网络(IPN)水凝胶。用傅立叶红外光谱仪对其结构进行表征,研究了PVA和PAM按不同配比及交联剂的不同用量制备的IPN水凝胶的吸水性和Cu²⁺的吸附性,主要探讨了吸附时间、pH、吸附温度等对吸附Cu²⁺的影响,分析了吸附行为及其动力学特性,并对其吸附机理做出了初步探讨。结果表明：在本实验研究范围内,30wt.% PAM含量的PVA-PAM IPN水凝胶在pH=5时对Cu²⁺的吸附效果最佳;在一定温度范围内,PVA-PAM IPN水凝胶对Cu²⁺的平衡吸附量随温度升高而增大;吸附行为符合准一级和准二级动力学方程,扩散机制为颗粒内扩散和膜扩散双重作用。     

磁性分子印迹材料的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过水热法合成铜离子磁性印记分子聚合物(Fe_3O_4@SiO_2-M IP),并借助SEM、XRD、FT-IR等对合成样品的形貌粒径和结构进行表征。Fe_3O_4@SiO_2-M IP的比表面积为35.944m2/g,改性后的比表面积明显大于纳米Fe_3O_4,比表面积的增大有利于提高磁性粒子作为吸附剂时的吸附容量。研究p H值、印记材料的投加量、Cu(Ⅱ)溶液的初始浓度和振荡时间对吸附的影响。结果表明,在p H为7、T=298K的最优条件下,Fe_3O_4@SiO_2-M IP铜离子磁性印记分子对Cu(Ⅱ)的吸附率可达97%以上,饱和吸附量为23.31mg/g。     

锆氧化物/石墨烯的制备及其对PO_4~(3-)的吸附性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,采用超声-搅拌-共沉淀法制备出氢氧化锆/石墨烯(Zr(OH)4/rGO)复合材料,并利用氢氧化锆/石墨烯前驱体采用水热法制备氧化锆/石墨烯(ZrO_2/rGO)复合材料.通过Zr(OH)4/rGO、ZrO_2/rGO对磷酸根的吸附性能研究表明:两种吸附剂材料对PO_4~(3-)的吸附容量均随着pH值的升高而降低,吸附容量均随PO_4~(3-)浓度与溶液温度升高而升高.当pH值为2时,Zr(OH)4/rGO、ZrO_2/rGO对PO_4~(3-)最大吸附容量分别为81.84 mg/g、63.58 mg/g.Zr(OH)4/rGO与ZrO_2/rGO样品对PO_4~(3-)吸附过程均符合准二级动力学方程,等温吸附过程均满足Langmuir吸附等温方程.Zr(OH)4/rGO的再利用吸附PO_4~(3-)容量有所下降,而ZrO_2/rGO再生后吸附PO_4~(3-)容量与初次吸附性能相当.     

聚(丙烯酰胺-甲基丙烯酸聚乙二醇酯)絮凝剂的合成及应用

通过甲基丙烯酸聚乙二醇酯与丙烯酰胺的共聚制备二元共聚絮凝剂,并对水溶性染料进行絮凝脱色研究。该絮凝剂的絮凝脱色效果随絮凝剂高分子结构、用量、表面活性剂和废水pH而有较大变化,对染料的絮凝脱色率可达到93.3%。通过动态激光光散射测试絮凝沉淀过程中废水中微粒粒径变化,发现水溶性染料分子和表面活性剂相互作用,形成混合胶束,二元共聚絮凝剂在微胶束之间架桥,形成微胶束交联体系,促进水溶性染料的沉降,共聚物絮凝剂对水溶性染料的絮凝脱色达到了较好的效果。     

可降解海绵的制备及其吸附性能的研究

研究了用魔芋葡甘露聚糖制备可降解海绵的方法,并用制备出的海绵对硝基苯胺进行了吸附实验。结果表明选择魔芋葡甘露聚糖来制备可降解海绵是可行的,并且制备出的可降解海绵对硝基苯胺有较强的吸附的能力,对浓度为10.0 mg/L硝基苯胺的去除率150 min内可达80%。