2,2-二氟丙烷-1,3-二胺的合成研究

常规芳香聚酰胺复合反渗透膜普遍具有易氧化的缺点,2,2-二氟丙烷-1,3-二胺(DFPDA)则是针对该问题而设计的关键功能单体。本文DFPDA是经氟化、酰胺化和还原三步反应得到。以丙二酸二乙酯为基本原料,首先经选择性氟化剂Selectfluor氟化得第一中间体2,2-二氟丙二酸二乙酯（DFDEM）,所得DFDEM再经氨水酰胺化反应得到第二中间体2,2-二氟丙二酰胺(DFMA),最后以硼烷为还原剂将中间体DFMA还原得到最终产品2,2-二氟丙烷-1,3-二胺(DFPDA),总收率最高可达45%。研究了三步反应的工艺条件对产品收率的影响,并探讨了氟化剂的反应机理,同时采用IR、1H-NMR和GC-MS分析了每个产物的化学结构。该法原料易得,反应条件温和,操作安全,且反应收率较高。     

聚丙烯催化剂内给电子体环丁基-1,1-二甲醇二甲醚的合成

以丙二酸二乙酯和1,3-二氯丙烷为起始原料,经烷基化、酯还原和醚化反应合成环丁基-1,1-二甲醇二甲醚,分别考察了关键因素对3步合成反应的影响。适宜的工艺条件为:①烷基化反应时,丙二酸二乙酯0.1 mol,n(丙二酸二乙酯)∶n(CsOH)∶n(1,3-二氯丙烷)=1.0∶2.2∶1.4,DMSO为100 mL,反应温度30℃,反应时间16 h,收率为93.6%;②酯还原反应时,以无水氯化锌为催化剂,环丁基-1,1-二甲酸二乙酯与硼氢化钾的摩尔比为2.0∶1.0,反应温度60℃,反应时间12 h,收率为88.0%;③醚化反应时,以四丁基溴化铵相转移催化剂,甲苯为溶剂,0.1 mol环丁基-1,1-二甲醇,n(环丁基-1,1-二甲醇)∶n(NaOH)∶n(碳酸二甲酯)=1.0∶8.0∶2.4,催化剂四丁基溴化铵1.25 g,反应温度40℃,收率为61.8%。以丙二酸二乙酯为计三步反应的总收率为50.9%。     

La(OTf)_3催化合成2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4,6-二酮

研究了在三氟甲基磺酸镧(La(OTf)3)的催化条件下,以丙二酸和丙酮为原料,乙酸酐为缩合剂合成了2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4,6-二酮。考察了酸酮摩尔比、反应温度、反应时间及催化剂用量等因素对反应的影响。确定了其最佳反应条件为:取0.1 mol丙二酸,n(丙二酸)∶n(丙酮)=1.0∶1.1(mol/mol),催化剂用量为0.2 g/0.1 mol丙二酸,反应温度30℃,反应时间为3.0 h,在上述反应条件下,产品收率可达77.1%。     

2,2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷的合成研究

以2,2-二(3-硝基-4-羟基苯基)六氟丙烷为主要原料,水合肼作还原剂,乙醇作做溶剂,钯碳做催化剂,合成了2,2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷。通过正交实验确定了其最佳合成条件:反应温度为80℃,n(2,2-二(3-硝基-4-羟基苯基)六氟丙烷)∶n(水合肼)=0.25∶1,m(钯碳)∶m(2,2-二(3-硝基-4-羟基苯基)六氟丙烷)=0.015∶1,m(乙醇)∶m(2,2-二(3-硝基-4-羟基苯基)六氟丙烷)=4∶1,反应时间12 h,产品收率达到92.2%。     

2,2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷的合成

以2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷为原料,分别经硝化和还原反应合成出2,2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷。并在实验室小试成功后,进行工厂中试研究,以确定中试的各个工艺参数。结果表明,对于第1步硝化反应,以乙醇做溶剂,用量为n(乙醇)/n〔2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷〕=4,n(稀硝酸)/n〔2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷〕=2.15,反应温度为60℃,反应时间为6 h的条件下,合成2,2-二(3-硝基-4-羟基苯基)六氟丙烷的产率达到最高值96%。对于第2步还原反应,采用自制FeCl3/活性炭为催化剂,乙醇做溶剂,n(水合肼)/n〔2,2-二(3-硝基-4-羟基苯基)六氟丙烷〕=0.2,m(FeCl3/活性炭)/m〔2,2-二(3-硝基4-羟基苯基)六氟丙烷〕=0.05,反应温度为85℃,反应时间为10 h的条件下,合成2,2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷的产率达到最高值92%。该工艺条件在工厂已进行了中试研究,确定了工业实验的各个工艺参数和工艺条件。     

5-羟基苯并呋喃-6-甲酸的合成研究

以2,5-二羟基苯甲酸为原料,经酯化、取代、多聚磷酸催化傅克烷基化、酯水解4步反应制备目标化合物,4步反应总收率52. 5%。其结构及中间体经1HNMR、13CNMR和ESI-MS确证。并分别对每一步影响产物收率的因素进行了研究。确定酯化条件:无水乙醇为溶剂,n(SOCl2)∶n(2,5-二羟基苯甲酸)=1. 5∶1,回流条件下反应3 h,收率为93%。取代反应条件:K2CO3为碱,n(2-溴-1,1-二甲氧基乙烷)∶n(2,5-二羟基苯甲酸乙酯)=1. 3∶1,反应在丙酮溶剂中回流12 h,5-(2,2-二甲氧基乙氧基)-2-羟基苯甲酸乙酯最高收率为78%。傅克烷基化反应条件:甲苯为溶剂,n(PPA)∶n(5-(2,2-二甲氧基乙氧基)-2-羟基苯甲酸乙酯)=0. 5∶1,反应在80℃下进行2 h,收率为77%。水解条件:甲醇/水混合溶剂,n(Na OH)∶n(5-羟基苯丙呋喃-6-甲酸乙酯)=3∶1,50℃时反应4 h,收率为94%。     

烯烃复分解合成3-环戊烯-1,1-二甲醇的研究

以丙二酸二乙酯和3-氯丙烯为原料,经过亲核取代、烯烃复分解、酯还原三步反应合成了目标产物3-环戊烯-1,1-二甲醇。目标产物及中间体结构经~1HNMR、~(13)CNMR和ESI-MS确证。对关键步骤(烯烃复分解反应)的反应条件进行了考察,确定的最佳反应条件为:n(2,2-二烯丙基丙二酸二乙酯)∶n(Grubbs三代催化剂)=1∶0.03,反应溶剂为二氯甲烷,反应温度为25℃,反应时间为1.5h。     

3-吲哚-甲基-乙酰氨基-丙二酸二乙酯的合成研究

以芦竹碱和乙酰氨基丙二酸二乙酯为原料,合成了3-吲哚-甲基-乙酰氨基-丙二酸二乙酯。着重研究了原料配比,反应温度,反应时间对反应收率的影响,获得了比较理想的合成工艺。即：原料配比(摩尔比)为n(芦竹碱)：n(乙酰氨基丙二酸二乙酯)：1：1．1,反应温度为95～100℃,反应时间为8～9h,反应收率为97．0％。     

3R-2,2-二氟-3-羟基-3-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基)戊酸乙酯的合成与表征

以2,3-O-异丙亚基-D-甘油醛为原料合成抗肿瘤药物中间体3R-2,2-二氟-3-羟基-3-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基)戊酸乙酯,在锌粉的催化下加入了三甲基氯硅烷使需要得到的R结构产物的比例提高,反应温度为45℃,反应时间3h,收率为72.1%以上。用IR与1HNMR对其结构进行了表征。     

2,2-二(3,5-二氨基- 4-羟基苯基)丙烷的合成

2,2-二(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷是一种新型膨胀型阻燃剂和合成N-P系膨胀型阻燃剂的中间体。研究了Fe-A l/C催化水合肼还原2,2-二(4-羟基-3,5-二硝基苯基)丙烷合成2,2-二(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷的反应条件。结果表明:对20 mmol的反应物,Fe-A l/C催化剂的用量为0.6 g,反应温度为75℃,反应时间为5 h,物料比n〔2,2-二(4-羟基-3,5-二硝基苯基)丙烷〕∶n(水合肼)=1∶12时,还原产率为93.75%,w〔2,2-二(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷〕=96.5%(HPLC),Fe-A l/C催化剂可以重复使用7次。产物经元素分析、红外光谱、核磁共振和质谱分析确证。     

二次界面聚合法制备聚酰胺-脲-酰亚胺反渗透复合膜

本论文采用二次界面聚合法制备得到一种新型的聚酰胺-脲-酰亚胺反渗透复合膜。先将关键功能单体5-异氰酸酯-异酞酰氯（ICIC）与4-甲基-间苯二胺（MMPD）经单面界面聚合形成初生态的基膜,之后将关键功能单体N,N’-二甲基间苯二胺（DMMPD）与初生态基膜上残留的ICIC及未反应完的酰氯基团（-COCl）进行二次界面聚合,再经热处理、水漂洗制得一种新型的聚酰胺-脲-酰亚胺（MMPD-ICIC-DMMPD）反渗透复合膜。采用傅立叶衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）和X射线光电子能谱分析了膜活性分离层的化学结构,利用扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）观察了所成膜的表面形态,同时测试了膜的耐氯性能,并以单次聚合聚酰胺-脲（MMPD-ICIC）膜作对比。结果表明：采用二次界面聚合法在功能化基膜MMPD-ICIC上引入一超薄ICIC-DMMPD层,使得所成二次聚合膜MMPD-ICIC-DMMPD的活性分离层相对稍厚,表面更光滑,且亲水性和耐氯性能更好。     

用于反渗透复合膜的海绵状结构支撑膜制备研究

通过调节铸膜液中聚砜浓度和非溶剂含量,浸没沉淀法制备海绵状结构的支撑膜,并在支撑膜上界面聚合制备聚酰胺反渗透复合膜。分别对支撑膜及反渗透复合膜的结构和性能进行表征,考察聚砜浓度对支撑膜结构和性能的影响,以及不同结构支撑膜对反渗透复合膜结构和性能的影响。结果显示,随着聚砜浓度的增加,支撑膜表面孔径和孔隙率下降,断面结构变致密,耐压性增强。在不同支撑膜上制备的反渗透复合膜具有不同的通量和脱盐率。综合考虑支撑膜及反渗透复合膜的性能,以聚砜浓度为15%制备的海绵状结构支撑膜更适于作为制备反渗透复合膜的支撑层。     

Preparation of reverse osmosis membranes by plasma polymerization of organic compounds

The plasma polymerization of organic compounds was used to prepare a composite reverse osmosis membrane which consists of an ultrathin semipermeable membrane formed by plasma polymerization of an organic compound or compounds and a porous substrate. Many nitrogen-containing compounds (aromatic amines, heteroaromatic compounds, aliphatic amines, and nitriles) were found to yield excellent reverse osmosis membranes by plasma polymerization directly onto porous substrates such as Millipore filters, porous polysulfone filters, and porous glass tubes. Factors involved in the preparation of reverse osmosis membranes by plasma polymerization were investigated and discussed. The plasma polymerized membranes have the following unique features: (1) very stable performance independent of salt concentration and applied pressure (practically no water flux decline was observed with many membranes): (2) salt rejection and water flux both increase with time in the initial stage of reverse osmosis (consequently, the performance of the membrane improves with time of operation); (3) very high salt rejection (over 99%) with high water flux (up to 38 gfd) can be obtained with 3.5% NaCl at 1500 psi (membranes perform equally well under conditions of sea water conversion and brakish water treatment).     

A comparative study for boron removal from seawater by two types of polyamide thin film composite SWRO membranes

In this paper, field performance of a small-scale seawater reverse osmosis unit installed in Urla Bay-Izmir, Turkey was analyzed and presented. The design of SWRO system in Urla consists of two types of FilmTec polyamide thin film composite spiral wound seawater reverse osmosis membranes (high rejection FILMTEC XUS SW30XHR-2540 RO membrane and FILMTEC SW30-2540 RO membrane) which could be operated in parallel. To make a comparative study between two types of membranes regarding their desalination performances and boron rejections, each membrane was operated individually for each set of experiments. This comparison was made via investigation of the effects of feed seawater temperature (10–16 °C), operating pressure (55, 60 and 62 bar), and pH adjustment on the feed side (pH 7.0–7.5).     

新型PVA/PA复合膜的微结构及其成膜条件

将不同材料分别用作复合膜的分离层和支撑体,是制备优良选择渗透性分离膜的重要方法之一.采用浇铸工艺将具有亲水性和高分离因子的聚乙烯醇(PVA)涂覆在高度透水性的反渗透(RO)聚酰胺(PA)膜表面,制备成渗透汽化(PV)分离有机物水混合物的PVA/PA复合膜.扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)以及红外光谱分析表明,PVA-PA层结构为一体化,膜表面光滑、致密,分离层上的微囊高度下降到4 nm左右.可以认为膜的优异传质性能取决于良好微结构包括PVA的化学交联和膜的结构形貌.铸膜液中PVA和交联剂的浓度以及热处理条件对复合膜分离性能的影响是明显的.这一新型的复合膜在环境温度下PV分离异丙醇(IPA)/水混合物的渗透通量(J)接近100 g·m-2·h-1,渗透物中的水含量(CP-H2O)大于99.5%.     

反渗透复合膜(Ⅰ)结构与性能

引言 反渗透被称为"21世纪的净化水技术",具有净化率高、成本低等优点,广泛应用于海水淡化、电厂水处理、纯净水制取等领域.聚酰胺含有酰胺基团(-CO-NH-),亲水性好,且其机械稳定性、热稳定性及水解稳定性均很好,是最典型的反渗透膜材料之一[1-4],与醋酸纤维素反渗透膜相比,它具有脱盐率高、通量大、操作压力要求低等优点.反渗透膜的脱盐率和通量很大程度上取决于膜的表面形态和表面化学结构.     

An interpolymer anionic composite reverse osmosis membrane derived from poly(vinyl alcohol) and poly(styrene sulfonic acid)

An interpolymer anionic composite membrane for reverse osmosis was prepared from poly(vinyl alcohol) and poly(styrene sulfonic acid). The effects of composition of a casting solution, heat-curing periods, and casting thickness on the reverse osmosis performance of resulted membranes have been examined. A mixture of water and ethyl alcohol (12/7, wt %) was found to be a proper solvent for casting an interpolymer membrane on the supporter. The composite membrane was formed by casting the polymer solution in ultrathin film on a microporous polypropylene supporter, evaporating the solvent, and heat-curing at 120°C for a proper period. the optimum composition of a casting solution was as follows: wt % of poly(vinyl alcohol)/poly(styrene sulfonic acid)/solvent was 3/2/95. The membrane heat-cured at 120°C for 2 h has a good performance for reverse osmosis, viz., water flux of 9.1–28.4 L/m².h at salt rejection level of 88.1–93.4% under applied pressure of 80 kg/cm² with 0.5% NaCl aqueous solution. The formation mechanism of a water-insoluble membrane was discussed.     

反渗透膜的研究进展与展望

反渗透具有低能耗、高效率等突出优点,是目前应用最为广泛的分离技术之一。反渗透膜的性能是影响反渗透过程效率的决定因素,反渗透膜的研制一直是国内外膜领域的研究热点。特别是近年来,石墨烯、碳纳米管等新型材料展现出优异的水传递行为,成为新型反渗透膜材料的研究热点。本论文回顾了反渗透膜的研制发展历程,介绍了不同单体通过界面聚合反应成膜的研究进展,综述了国内外新型混合基质膜和无机分子筛反渗透膜材料及其成膜研究,最后提出了新型反渗透膜的研究方向。     

超声波在反渗透系统中的应用

本文将超声波应用于反渗透系统中，以期延长反渗透膜的使用周期；对天津石化公司微滤前污水、微滤水、自来水三种水样进行实验，以测定不同条件下水样的吸光度和电导率作为评价超声波效果的指标，初步确认通过超声波降低石化污水中有机污染物在反渗透膜上的附着，延长膜的使用周期是可行的。