一锅连续法制备羧甲基壳聚糖工艺研究

以甲壳素为原料,95%乙醇为反应介质,一锅连续法制备羧甲基壳聚糖的适宜条件为:m(甲壳素)∶m(氢氧化钠)∶m(一氯乙酸)=1∶2.5~3.5∶3~4,脱乙酰化反应温度90℃~100℃;羧甲基化反应温度40℃~50℃,反应时间3 h~4 h,羧甲基壳聚糖产率可达115%(以甲壳素计),羧化度为1.16,4%水溶液的黏度为1662 m Pa.s。该法用碱量小,反应时间短,用水少,无废液排放,顺应环保要求而且产品黏度高。收率大,可降低其生产成本。     

羧甲基棉纤维水凝胶的制备与性能

采用医用脱脂棉纱布作为纤维原料,氯乙酸作为反应试剂,在碱性条件下进行羧甲基化处理,通过控制水与乙醇的质量比、氢氧化钠浓度以及氢氧化钠与氯乙酸的摩尔比,得到了具有不同取代度的羧甲基棉纤维水凝胶产品。研究了反应前后棉纤维纱布在溶液中的表观形态、吸水性能以及力学性能。结果表明,羧甲基棉纤维水凝胶制备条件为:水与乙醇的质量比50/50、氢氧化钠浓度为10%以及氢氧化钠与氯乙酸的摩尔比为2时,棉纤维水凝胶的取代度为0.62,吸水率为756%,吸生理盐水率为625%,干态强力为96.18N以及湿态强力为67.76N,满足了水凝胶型医用辅料对吸水性和强力的要求。     

新型双交联羧甲基木薯淀粉的合成与表征

以木薯淀粉为主要原料,经环氧氯丙烷交联,采用一氯乙酸进行羧甲基化,制得交联羧甲基木薯淀粉(CC-MS)。然后采用双交联工艺,经乙二醛二次交联制得黏度高达16000mPa.s的双交联羧甲基木薯淀粉(DCCMS)。通过优化条件实验,考察了乙二醛与交联羧甲基淀粉反应过程中诸因素对黏度的影响。确定了较佳的合成工艺条件:交联温度35℃,交联时间60min,m(NaOH)∶m(CCMS)=0.08∶1,m(乙二醛)∶m(CCMS)=0.28∶1,V(乙醇)∶V(水)=11∶1。产物通过红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜进行了表征。     

碱木质素壳聚糖反应膜的制备与性能

以壳聚糖和碱木质素为原料,以戊二醛作交联剂,制备碱木质素/壳聚糖反应膜,并测定薄膜的相关物理性能。研究结果表明,碱木质素/壳聚糖反应膜制备的最佳条件为羟甲基化碱木质素与壳聚糖的质量比为1∶2,加入质量比为0.3%戊二醛溶液作交联剂,0.5%(质量分数)甘油,25℃反应6h后真空脱泡2h得到制膜液,铺膜,于50℃烘干制膜。膜的厚度为12～13μm,抗张力为27～28N,吸水溶胀度为28.4%。羟甲基化碱木质素在壳聚糖膜中的分布较为均匀。羟甲基化碱木质素的羟基或壳聚糖的羟基与戊二醛发生了交联反应。由于碱木质素具有较强的抗酸性能,同时羟甲基化碱木质素抗碱能力高于碱木质素,使碱木质素壳聚糖反应膜在强酸和强碱性溶液中均保持了使用性能。提高了反应膜的抗酸碱性能,适用范围为pH值=1～14时,扩大了膜的使用范围。     

SO_4~(2-)/ZrO_2催化氢还原碱木质素的抗氧化性能

采用自制SO42-/ZrO2固体酸催化剂,在氢还原体系中对碱木质素进行活化,以化学法对活化前、后碱木质素的官能团含量进行定量分析,利用DPPH自由基清除率、超氧阴离子自由基清除能力和还原力对碱木质素的抗氧化性能进行评价。结果表明,活化后碱木质素的总羟基和酚羟基含量分别达到9.39%和3.32%,较反应前提高55.98%和15.28%;碱木质素在浓度为0.005~0.160 mg/mL范围内,对DPPH自由基有较强的清除能力,活化后碱木质素对自由基清除率可达80.56%,较反应前提高4.61%;碱木质素在浓度为0.0025~0.080 mg/mL范围内,对超氧阴离子清除能力较弱;碱木质素在浓度0.002~0.060 mg/mL范围内,活化后碱木质素的还原力较活化前有所提高;碱木质素可以作为天然高分子抗氧化剂进行开发。     

溶剂法制备高取代度马铃薯羧甲基淀粉的研究

以马铃薯淀粉为原料,乙醇为溶剂,用溶剂法制备高取代度羧甲基淀粉。应用正交设计法研究了影响淀粉羧甲基化反应的各种因素,确定了制取高取代度(DS>1.3)羧甲基淀粉制的反应条件是:醚化温度50℃,醚化时间120min,原料最佳摩尔比:n(淀粉):n(氯乙酸)=1:3,n(氢氧化钠):n(氯乙酸)=2.5:1。     

3,3’,5,5’-四甲基联苯-4,4’-二羟乙基醚的合成与表征

以3,3’,5,5’-四甲基联苯二酚(TMBP)和2-氯乙醇为原料两步法合成了3,3’,5,5’-四甲基联苯-4,4’-二羟乙基醚。探讨了反应物物质的量比、碱用量、催化剂及反应温度对转化率的影响。结果表明,在n(TMBP)∶n(NaOH)∶n(2-氯乙醇)=1∶3.0∶2.5,反应时间为10h,反应温度为110℃条件下,总转化率达95.9%,纯度达99.1%。并用红外、质谱以及核磁等方法对产物结构进行了表征。     

羧甲基纤维素化学结构对乳蛋白稳定性影响

采用异丙醇/乙醇高浴比混合介质体系和单一乙醇介质低浴比体系,分别制备了两种乳蛋白稳定剂羧甲基纤维素CMCm和CMCe。通过乳液体系耐酸、耐盐、稳定性等测试分析,系统研究了两种稳定剂对乳液蛋白的稳定性影响。结果表明,异丙醇/乙醇高浴比混合介质体系得到的CMCm的耐酸、耐盐性好,沉淀率低,乳液稳定期长。通过SEM对乳液形态观察分析表明,添加CMCm的乳液蛋白间形成较均匀连续网络形貌,而添加CMCe的乳液体系则有明显的网路缺陷,蛋白有团聚趋势。为了深入了解两种稳定剂结构对乳液性能的影响,采用核磁共振测试对比研究了CMCm和CMCe大分子链上—CH2COO-基团的分布。研究发现,异丙醇/乙醇高浴比混合体系制备的CMCm,其葡萄糖残基上C-6位羟基的羧甲基化程度较高,而单一乙醇介质低浴比体系得到的CMCe则是C-2位上羟基的羧甲基化程度高。     

磁性羧甲基化壳聚糖纳米粒子的制备与表征

以化学共沉淀法制备了Fe3O4纳米粒子,壳聚糖经羧甲基化改性后接枝在Fe3O4颗粒表面,得到了磁性羧甲基化壳聚糖(Fe3O4/CMC)纳米粒子.利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)及磁性测试对产物进行了表征.TEM表明Fe3O4纳米粒子被CMC包覆,粒径约10 nm;XRD分析表明复合纳米粒子中磁性物质为Fe3O4;FT-IR表明壳聚糖发生羧甲基反应以及在Fe3O4表面的接枝反应.Fe3O4/CMC纳米粒子具有超顺磁性,比饱和磁化强度25.73 emu/g,有良好的磁稳定性.     

水性环氧丙烯酸酯的制备与表征

通过双羟基化合物中的羟基与环氧树脂反应 ,获得具有亲水链段两端为环氧基的改性环氧树脂 ,然后和丙烯酸羧基发生酯化反应 ,制得水性环氧丙烯酸酯。研究了催化剂种类、催化剂用量和反应温度对转化率的影响 ,结果表明选用KOH作催化剂 ,用量为 0 7% ,反应温度为 90℃时所得产物外观和水溶性都很好。采用FT IR红外光谱对所合成的树脂的结构进行了表征 ,表明获得了目的结构的产物。     

Compressive strength of geopolymers produced by ordinary Portland cement: Application of genetic programming for design

In the present study, compressive strength results of geopolymers produced by ordinary Portland cement (OPC) as aluminosilicate source has been modeled by gene expression programming. Six main factors including NaOH concentration, water glass to NaOH weight ratio, alkali activator to cement weight ratio, oven curing temperature, oven curing time and water curing regime each at four levels were considered for designing. A total of 32 experiments were conducted according to the L32 array proposed by the method. The gene expression programming models were constructed by 10 input parameters including NaOH concentration, water glass to NaOH weight ratio, alkali activator to cement weight ratio, oven curing Temperature, oven curing time, water curing regime, water glass content, NaOH content, Portland cement content and test trial number. The value for the output layer was the compressive strength. According to the input parameters in the models, the constructed networks were trained and tested. The results indicate that gene expression programming model is a powerful tool for predicting the compressive strength of the geopolymers in the considered range.     

Nanofibrous membranes from aqueous electrospinning of carboxymethyl chitosan

Carboxymethyl chitosan (CMCS) with varying molecular weights (M(v) = 40-405?kDa) and degrees of substitution (DS = 0.25-1.19) has been synthesized by alkalization of chitosan, followed by carboxymethylation with monochloroacetic acid. At DS up to 1.19, the locations where carboxymethylation took place were influenced by the alkalization temperature, i.e., both C2 and C6 substitution at ambient temperature (N,O-carboxymethylated) and mainly C6 substitution at the lower temperature, -15?°C (O-carboxymethylated). Generally, carboxymethylation was more favorable at the primary C6 hydroxyl than the C2 position with increasing DS. CMCS synthesized from 405?kDa CS was soluble in water at DS≥0.73 whereas those from 40 and 89?kDa became water-soluble at lower DS of 0.25 and 0.36, respectively. Electrospinning of aqueous solutions of CMCS was facilitated with the addition of water-soluble polymers, including PEO, PAA, PAAm and PVA. The optimal fiber formation was observed at equal mass composition of O-CMCS (89?kDa at 0.36 DS) and PVA, producing nanofibers with an average diameter of 130?nm. Heat-induced esterification (at 140?°C for 30?min) produced inter-molecular covalent cross-links within and among fibers, rendering the fibrous membrane water-insoluble. Membranes containing higher CMCS carboxyl to PVA hydroxyl ratio retained better fiber morphology upon extended water exposure, indicating more favorable inter-molecular cross-links. The fibrous membranes generated with less substituted CMCS were more hydrophilic and retained a greater extent of the desirable amine functionality.     

偏高岭石碱溶合成方钠石相变过程及吸附特性

方钠石具有笼型结构和比表面积大的特性,使其吸附能力较强。以偏高岭石和NaOH为原料,通过碱溶法合成了羟基方钠石,探讨了NaOH浓度、反应温度、反应时间和液固比对合成方钠石的影响。采用XRD、SEM、IR和NMR对碱溶过程的产物进行了表征；探讨了方钠石对Al³⁺的吸附特性。结果表明,反应温度对方钠石合成影响最大,NaOH浓度次之,液固比影响较小,升高反应温度和增大NaOH浓度可缩短反应时间。碱溶过程中,偏高岭石中的活性铝、硅优先溶解于NaOH溶液,随着反应的推进,溶液中的铝、硅达到一定浓度后会发生缩聚反应形成前驱体胶凝相。NaOH浓度对前驱体胶凝相的转变影响显著,低浓度时,胶凝相主要转变成沸石相；高浓度时则转变为方钠石相,反应的本质是处于亚稳定状态的沸石相与NaOH反应形成方钠石相。吸附特性试验表明,方钠石对Al³⁺的吸附符合Langmuir模型,其吸附率高达99.9%,最大吸附量达89.77 mg/g。     

水解条件对聚天冬氨酸高吸水性树脂的性能影响

以中间体聚琥珀酰亚胺(PSI)为原料,己二胺为交联剂,通过在乙醇和水的混合介质中水解,合成了环境友好型的聚天冬氨酸高吸水性树脂。研究了乙醇和水的体积比对水解过程和产物性能的影响。结果表明,当乙醇和水的体积比为7∶3时,树脂分散均匀,体系无粘结,且水解产物吸水性能最好。通过正交实验考察了在最佳乙醇用量的水解介质中进行水解时,PSI相对分子质量、水解温度、体系pH值和水解时间对吸水性树脂吸水性能的影响,得到了合成高吸水性树脂的最佳工艺条件为:PSI分子量为88500、水解温度35℃、pH值9.5～10.0、水解时间4h。在此最优条件下所制备的吸水性树脂的吸水率达1021倍。对产物进行TG测试结果表明,所制备的吸水树脂具有良好的热稳定性。     

规则SiO_2颗粒的超临界合成

通过正硅酸乙酯 (TEOS)在超临界乙醇 -水 -氨介质中的反应 ,合成出具有规则形状和大小均匀的SiO2 颗粒 ,并通过透射电子显微镜 (TEM )和扫描电子显微镜 (SEM )对颗粒进行了表征。同时通过调节体系中乙醇 /水的摩尔比例 ,改变临界温度和压力 ,可以调变合成产品的颗粒大小。同时为避免TEOS在升温过程中与水发生反应 ,TEOS的加入通过液体高压进样泵来完成。另外 ,不同组成的混合介质的临界温度和压力通过跟踪具有相同配比不同总体积的体系的压力 -温度曲线的分叉点来确定     

碱熔法从硼精矿中提取硅的研究

以硼镁铁矿磁选得到的硼精矿为原料,通过单因素实验和正交实验,采用碱熔法研究硼精矿在提取硅过程中焙烧温度、焙烧时间、碱矿比对硅提取率的影响。结果表明,实验过程中各个因素对硅提取率的影响由大到小的顺序依次为碱矿比、焙烧温度、焙烧时间;最佳的实验条件为:焙烧温度550℃,焙烧时间30min,碱矿比4∶1。在最佳条件下,硅提取率可达到92%以上,硼和硅元素以可溶盐的形式富集在提取液中,而铁和镁等元素则富集在渣中,实现了硼、硅与铁、镁的分离。     

锐钛矿型TiO_2纳米线的水热法制备及其光电性能的研究

利用水热技术制备了锐钛型的TiO2纳米线(TNWs),研究了不同的水热反应时间,水热反应温度以及所用碱的浓度对所制备的纳米线的形貌的影响。采用XRD技术和SEM技术对纳米线的成分及其形貌进行了表征。将TNWs与TiO2(P25)混合分散于水和乙醇的混合溶剂中,制得均匀稳定的浆体,涂敷于不锈钢基体表面,进行光电化学性能的测试,结果表明,当TNWs的掺杂量为5%(w)时,薄膜的光电性能最优。     

Fabrication and corrosion behavior of fresh porous silicon in sodium hydroxide solution

The corrosion behavior of fresh porous silicon (f-PS) in sodium hydroxide (NaOH) solution in the presence and absence of ethanol was studied by weight loss measurements and scanning electron microscope (SEM) technique. The phenomena and progress of f-PS corrosion in 1.0 M NaOH at 318 K was obtained and described. Weight loss measurements show that the corrosion rate increases with increasing temperature and concentration of NaOH solution. Meanwhile, the corrosion rate first increases with increasing volume ratio of ethanol in 1.0 M NaOH, and then decreases. Additionally, the thermodynamic and kinetic parameters (E_a, A, ΔH_a and ΔS_a) for f-PS corrosion were obtained and discussed. And the effect factors (T, c and v) of f-PS corrosion in NaOH solution were studied in this paper.     

基于氢敏材料的WO_3溶胶稳定性的影响因素研究

采用钨粉和双氧水反应制备了WO3溶胶,考察了双氧水(H2O2)加入量、无水乙醇加入量、陈化温度和时间对溶胶稳定性的影响。研究表明,H2O2和乙醇的加入能增强WO3溶胶的稳定性,当H2O2与钨酸的物质的量比为1∶2、乙醇与WO3溶胶体积比为1∶2时,所制备的WO3溶胶在室温下可稳定存在3个月以上,溶胶成膜质量最佳。WO3溶胶陈化温度越高,溶胶的稳定时间越短。研究了WO3溶胶陈化时间与粘度的关系,并试验得出了最佳的成膜条件,即陈化时间越长,WO3溶胶粘度越大,当WO3溶液粘度为180～300mPa.s时成膜质量较好。     

丝胶含量对温敏凝胶形态和热性能的影响

采用半互穿网络技术制备得到不同丝胶(SS)含量的丝胶基聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶。采用XRD、SEM、DSC和TGA-DTG分别考察了水凝胶的结构、相容性和热稳定性, 以及凝胶的内部孔洞形态和体积相转变行为。结果表明: 丝胶多肽链和凝胶分子链存在微弱的氢键作用力; 随着丝胶质量分数由0增加至20%, 凝胶的内部孔径增加1~2倍, 且均呈结构完好的蜂窝状结构; 丝胶分子链均匀地分散在凝胶基体中, 无相分离发生; 丝胶分子链引入使聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的体积相转变温度增加0.2~0.3℃; 最大热分解温度和DTG分解峰温度呈缓慢增加趋势。