Cu2+印迹交联壳聚糖微球的合成及吸附性能

利用分子印迹技术,以壳聚糖(CS)为功能单体,Cu~(2+)为印迹离子,通过稀氨水固化、环氧氯丙烷交联、盐酸洗脱Cu~(2+),制得了Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球(Cu~(2+)-ICM)。采用FTIR、XRD和FESEM对产品进行了表征,并测定了微球的骨架密度、含水量和交联度。结果表明:交联改性可使微球具有多孔结构和良好的结构稳定性,能够很好地降低CS的酸溶性,提高微球对Cu~(2+)的吸附性能。通过正交实验L_9(3~4)得到Cu~(2+)-ICM的最优制备条件为:CS 1.5 g,环氧氯丙烷2.5 mL,80℃下交联3.0 h,制得的微球对Cu~(2+)吸附量为67.80 mg/g。在单组分体系中考察了微球对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:当微球投加量为50 mg,Cu~(2+)初始质量浓度为338.7 mg/L,pH=5.0时,吸附量为72.80 mg/g。     

中间相炭微球基活性炭对Fe~(3+)吸附性研究

为了研究含铁离子废水的净化方法和扩展中间相碳微球活性炭的应用领域,本文以中间相碳微球基活性炭(MCMB)为吸附剂,对模拟含铁离子废水进行吸附性实验研究。结果表明,MCMB对Fe~(3+)吸附的最佳参数:Fe~(3+)初始浓度300.00 mg/mL,吸附时间80 min,吸附温度50℃,Fe~(3+)平衡浓度17.3 mg/mL,溶液PH为1;最适工艺参数下,最大吸附量1308 mg/g。     

水溶性荧光碳量子点的制备及其Cu~(2+)传感性能研究

以腐殖酸为碳源制备水溶性碳量子点,并将其应用于Cu~(2+)的检测,研究其传感性能。结果表明,该水溶性荧光碳量子点的平均粒径在3nm左右,具有优异的光致发光性能,对Cu~(2+)具有较高的选择性;在Cu~(2+)浓度为20μmol·L~(-1)时,碳量子点对其响应时间为12s,且在0~20μmol·L~(-1)浓度范围内,碳量子点荧光强度的对数值与Cu~(2+)浓度具有较好的线性相关性。为水溶性荧光碳量子点检测Cu~(2+)提供了可能。     

煤沥青中不溶组分对中间相炭微球形成的影响

以煤沥青为原料,采用热聚合方法制备中间相炭微球,研究热聚合温度370-385℃、聚合时间2h反应条件下煤沥青中喹啉不溶物、外添加氧化石墨烯对中间相炭微球形成的影响,结果表明:沥青中不溶物组分对中间相炭微球形成具有一定促进作用,在380℃热聚合条件下,能够制备出粒度分布较均匀、粒径为0.5μm-2.0μm的炭微球,而无喹啉不溶物的精制沥青,没有得到球形结构的碳材料。     

Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球制备及其对水中Cu~(2+)的吸附研究

研究利用离子印迹技术,以壳聚糖为基材、环氧氯丙烷为交联剂制得Cu~(2+)印迹交联壳聚糖树脂微球,并用于水中Cu~(2+)的吸附。结果表明,正交实验确定优化的制备条件:壳聚糖质量分数4%、Cu~(2+)印迹量500 mg/L、交联剂1m L。单因素实验确定的吸附条件:p H为5.0、温度25℃时,此时吸附容量可达到95.0 mg/g,显示良好的Cu~(2+)吸附能力。对Cu~(2+)的吸附过程符合准2级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型,以表面反应过程控制的化学吸附为主,为放热、自发过程;当Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)分别与Cu~(2+)共存时,印迹微球对Cu~(2+)的选择吸附系数最大,达到28.7以上,离子选择性极高;经过5次循环实验后,对Cu~(2+)的吸附率仍达到96.8%,材料的重复利用性和稳定性好。     

添加对甲苯磺酸对中间相炭微球制备的影响

以中温煤沥青为原料,在对甲苯磺酸(PTSA)不同添加量下,420℃恒温2h热缩聚制备中间相炭微球.利用元素分析、激光粒径分析、扫描电镜分析等手段对所得产物进行表征,研究了对甲苯磺酸添加量对中间相炭微球制备的影响.结果表明:在煤沥青中添加PTSA可以提高中间相炭微球的收率和C/H;中间相炭微球的平均粒径随PTSA添加量的增加呈先减小后增大的趋势;添加量约1%时,所得中间相炭微球粒径小,尺寸分布窄,球形度好.     

添加剂对中间相炭微球结构的影响

以石油渣油为原料，分别添加2％的Nl10炭黑和2％的二茂铁制备中间相炭微球，考察了这两种添加剂对中间相炭微球结构的影响。实验结果表明，与添加炭黑制备的中间相炭微球相比，添加二茂铁制备的中间相炭微球结构规整，内部含有α-Fe粒子，在热处理过程中，α-Fe粒子对微球结构的石墨化转变具有催化作用。     

热缩聚工艺条件对中间相碳微球形成的影响

以中温煤沥青为原料采用常压热缩聚工艺制备中间相炭微球。考究了不同聚合条件对中间相碳微球收率及形态的影响，从而找出制备中间相碳微的最佳工艺中每。     

功能化纤维素磁性微球的制备及其对Cu~(2+)的吸附行为

用正硅酸四乙酯(TEOS)修饰Fe_3O_4表面,并将其与经4-氯苯基异氰酸酯改性的纤维素通过六亚甲基双异氰酸酯(HDI)连接,制得功能化Fe_3O4_@SiO_2-纤维素磁性微球(磁性微球C),并采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等对其进行表征,考察了所得磁性微球C对铜离子(Cu~(2+))的吸附性能。结果表明:所得磁性微球C平均粒径为573 nm左右,分散性好,对Cu~(2+)吸附在30 min内达到平衡,在吸附剂质量为0.1 g,Cu~(2+)浓度为0.02 mol/L,p H=4时,吸附量可达到44.23 mg/g,吸附等温数据符合Langmuir模型。     

P(ST-DVB)微球的改性及其在处理水中Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的应用研究

将多孔聚苯乙烯-二乙烯基苯微球进行氯化改性,以改性后微球作为载体,引入螯合基团DTC,得到P (St-DVB)-DTC树脂。研究了P (ST-DVB)-DTC微球处理水中重金属离子,结果表明:随着溶液pH值的升高,树脂对Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)金属离子的去除率均增大;当树脂投放量变化时,三种金属离子之间表现出一定的吸附竞争性,竞争吸附的能力依次为Cu~(2+)Pb~(2+) Zn~(2+)。     

酚醛树脂对均相成核的中间相炭微球生成的作用

在QI含量很低的沥青中加入适量的酚醛树脂，可以改变沥青生成中间相炭微球的热缩聚反应，进而改变中间相炭微球的形貌与微观结构。酚醛树脂在沥青稠环芳烃分子热缩聚过程的初期形成共晶，在后期充当炭微球的交联剂的作用，使中间相炭微球的收率增加，尺寸变大，并影响了中间相炭微球的织构，红外光谱分析表明酚醛树脂已参与了中间相炭微球的形成；偏光显微镜、扫描电镜形象地表征出了中间相炭微球的微观织构以及酚醛树脂的作用。     

热缩聚工艺条件对中间相炭微球形成的影响

以中温煤沥青为原料采用常压热缩聚工艺制备中间相炭微球。考察了不同聚合条件对中间相炭微球收率及形态的影响,从而找出制备中间相炭微球的最佳工艺路线。     

蒽油基软沥青液相炭化过程中结构变化研究

为了获得蒽油基软沥青在热转化过程中的结构(分子结构、偏光显微结构)变化规律,采用元素分析仪、偏光显微镜、FTIR结合分峰拟合的方法对蒽油基软沥青的热转化行为进行了研究。结果表明:随着热转化温度的升高,蒽油基软沥青的芳香性指数(I_(ar))和支链化指数(CH_3/CH_2)逐渐升高;C—C含量随着热转化温度升高而增加,C—O和C—O含量则随着热转化温度升高呈现先缓慢减少,后急剧减少的趋势。当热转化温度低于430℃时,蒽油基软沥青的分子结构参数(I_(ar)、CH_3/CH_2、C—C、C—O、C—O)变化幅度较少;超过430℃后,分子结构参数则急剧变化。从偏光显微结构可知,蒽油基软沥青在热转化温度为440℃时有中间相炭微球产生,随着热转化温度升高,中间相炭微球逐渐长大、融并、形成中间相。     

成核剂对中间相炭微球性能的影响

以煤液化沥青为原料,炭黑、石油焦、石墨和针状焦为成核剂,在410℃恒温5h条件下,采用热聚合法制备中间相炭微球,并研究四种成核剂在相同热处理条件下得到的中间相炭微球,作为锂离子电池负极材料的性能.结果表明:以炭黑和石墨为成核剂可以制备得到粒度分布均匀、表面形貌较好的中间相炭微球.由电性能测试结果可知,首次可逆容量和首次效率分别为353.9mAh/g与92.9%和346.5mAh/g与92.6%.对比商品化中间相炭微球指标,发现以炭黑和石墨为成核剂制备得到的中间相炭微球,其性能与国内同类产品的性能相近.     

中间相炭微球的微日参数随聚合时间的变化

含有３．７ｗｔ％ＰＩ的煤焦油在４５０℃下聚合不同的时间,用ＸＲＤ测试所得到的中间相炭微球的微晶参数,结果发现中间相炭微球的微晶结构与炭微球的收率及其中的杂原子含量有密切的联系。     

煤焦油中吡啶不溶物及聚合条件对中间相炭微球收率,球径及其分布的影响

研究了煤焦油聚合制备中间相炭微球过程中，原料中PI的含量及聚合条件对中间相炭微球的球径及球径分布的影响。发现中间相炭微球的球径，随原料中PI的含量增加而减少，球径分布变窄，随聚合时间的延长，所产生的中间相炭微球球径增大，球径分布变宽。通过控制原料中一次PI的含量及聚合条件，获得较窄粒径分布的中间相沥青炭微球。     

中间相炭微球制备工艺的研究

中间相炭微球是一种优良的锂离子电池负极材料。以沥青为原料,通过对喹啉不溶物(QI)、反应温度、反应时间和气体流量等指标的研究,摸索出了一条实验室制备路线,得到了合格的中间相炭微球,并对其作为负极材料的物理性能和电化学性能进行了检测和分析。     

添加石墨对中间相炭微球制备的影响

以煤焦油沥青为原料，天然鳞片石墨为添加剂，采用聚合法制备中间相炭微球。研究了天然鳞片石墨添加量对中间相炭微球形成及生长的影响，发现在相同热处理条件下，添加石墨有使微球直径减小、分布均匀的趋势。添加一定量的石墨使中问相炭微球的收率增加。     

中低温煤焦油基炭微球的制备

通过馏分切割、温和加氢相结合对中低温煤焦油进行精制处理,精制后的原料采用分级热聚制备中间相炭微球。考察了精制处理条件对原料性质、中间相炭微球宏观外貌及微晶结构的影响。采用FTIR、GC-MS、族组成、元素分析对原料进行表征,采用SEM、XRD对中间相炭微球进行表征。结果表明：中低温煤焦油中300～430℃馏分油是制备中间相炭微球的较佳馏分。300～430℃馏分油中正庚烷可溶物（HS）质量分数高达84.76%,吡啶不溶物（PI）质量分数低至0.23%,杂原子含量低,芳烃化合物的环数为2～4环。300～430℃馏分油在T_H=350℃、p=8MPa、t=1.5h、剂油比1∶40（质量比）的条件下温和加氢得到的精制原料,经420℃热聚6h得制备的中间相炭微球宏观外貌、微晶结构较好。中低温煤焦油基炭微球的粒径范围为5～15μm,小球表面光滑,微观结构为地球仪型,经1450℃高温煅烧后,石墨化度达到12.33%。     

碳酸丙烯酯含量对中间相炭微球负极材料电化学性能的影响

碳酸丙烯酯(PC)溶剂具有极低的熔点和较高的介电常数,因此作为锂离子电池电解液溶剂,可以有效提高锂离子电池的低温性能。但由于PC易与锂离子在石墨负极表面发生共嵌入而破坏石墨结构,从而导致电池性能急剧变差。以结构稳定的中间相炭微球为负极,利用循环伏安、充放电循环测试和交流阻抗测试方法,研究了不同PC溶剂含量电解液对中间相炭微球电化学性能的影响。结果表明,中间相炭微球结构稳定,当PC含量增加到40%时仍未发生共嵌入现象。同时,随着PC含量的增加,中间相炭微球的循环性能逐步衰减。而PC含量为10%时,中间相炭微球具有最佳的循环性能,其与在不含PC溶剂的电解液中的循环性能相比,没有明显变化,循环100次后的放电比容量为207.1 m A·h/g,容量保持率为57.5%。