秸秆乙醇残渣三聚氰胺脲醛树脂的制备与固化性能研究北大核心

以秸秆水解生产燃料乙醇的残渣(ER)、尿素(U)、甲醛(F)和三聚氰胺(M)为原料,制备了秸秆乙醇残渣三聚氰胺脲醛(ERMUF)树脂。分别考查了U、M、ER用量对制备的ERMUF树脂的性能及其制备三合板性能的影响。确定了反应的最优原料配比为n(F)/n(U)为1.5,n(M)/n(F)为0.15,m(ER)/m(ER+U)为0.48,在该条件下得到的ERMUF树脂制备的三合板的胶合强度1.03 MPa,满足国家II类板要求,甲醛释放量0.24 mg/L,满足E0级要求。探讨了固化体系对ERMUF树脂固化性能的影响,选出了适宜的固化体系为NH4Cl和H3PO4复合固化剂,用量分别为1%和0.5%,此条件下ERMUF树脂的固化时间较短148 s,胶合强度较高为1.09 MPa,甲醛释放量为0.25 mg/L。     

地板基材用MUF树脂胶聚合过程研究

以甲醛（ F）、尿素（ U）、三聚氰胺（ M）为原料,采用弱碱-弱酸-弱碱工艺合成了三聚氰胺-尿素-甲醛（ MUF）共聚树脂胶,配方中F与U物质的量之比为（1.2-1.5）∶1,F与（U＋M）物质的量比为（1.1-1.2）∶1。在不同的反应阶段取样,采用IR和13C NMR对过程中所取样品进行了分析。结果表明,反应开始的碱性阶段主要生成二羟甲基三聚氰胺,在弱酸性阶段缩聚反应时分子间以醚键和亚甲基键联接为主。用反应最终产物压制的杨木胶合板,胶合强度1.07 MPa,甲醛释放量0.38 mg/L,浸渍剥离试验无剥离,达到E0级,胶合强度达到Ⅱ类板的要求（0.7 MPa）。     

改善模塑料性能的苯酚改性蜜胺树脂的制备

采用苯酚对三聚氰胺-甲醛树脂(MF)进行改性,研究了3种原料(苯酚、三聚氰胺和甲醛)不同配比下的合成产物的模塑料性能,优选出低酚摩尔分数(8%)的用于模塑料加工的苯酚改性蜜胺树脂(PMF)。该树脂中甲醛与三聚氰胺的物质的量比(F1/M)为1.75∶1,甲醛与苯酚的物质的量比(F2/P)为1.7∶1,甲醛和苯酚的物质的量之和与三聚氰胺物质的量比((F1+F2+P)/M)为2.5∶1。该树脂可提高模塑料的加工性能,降低加工能量损耗,改善制品的模塑性和耐冲击性。     

酶解木质素改性三聚氰胺脲醛树脂的制备与应用

以酶解木质素（EL）、尿素（U）、甲醛（F）和三聚氰胺（M）为原料,采用碱反应工艺制备了酶解木质素改性三聚氰胺脲醛树脂（ELMUF）。分别考查了EL用量对制备的ELMUF树脂的固化时间、固化温度、游离甲醛量及其制备胶合板胶合强度和甲醛释放量等性能的影响,随着EL用量的增加,ELMUF树脂游离甲醛量从0.26%逐渐降低至0.12%,固化时间从96 s逐渐延长至152 s,黏度由86 mPa·s迅速升高至1 140 mPa·s。通过DSC测定不同EL用量的脲醛树脂固化过程,结果表明：随着EL用量的增加脲醛树脂的反应活性逐渐降低,固化温度由120.6℃逐渐升高至132.0℃,对热压工艺要求更加苛刻。     

玉米秸秆接枝丙烯酸-丙烯酰胺树脂的制备与吸水性能

以醚化预处理玉米秸秆(PTCS)为基体,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备PTCS接枝AA、AM共聚物[PTCS-g-P(AA-co-AM)]。研究了合成条件对树脂吸水率的影响,考察了树脂重复吸水和保水性能,并用红外光谱(FTIR)、电子扫描电镜(SEM)表征了产物的结构和形貌。结果表明,在m(PTCS):m(AA):m(AM)= 1:5:2,丙烯酸中和度为70%,K₂S₂O₈为0.6%,MBA为0.2%,60℃反应3h条件下,制备高吸水性树脂的吸水率最大,对蒸馏水和0.9% NaCl水溶液的吸水率分别为144.04g/g、30.60g/g,且重复吸水和保水性能良好。     

低游离甲醛含量脲醛树脂胶粘剂的合成工艺研究

研究了在弱酸-弱碱-弱酸条件下,加入改性剂合成脲醛(UF)树脂胶的工艺过程。实验结果表明,甲醛与尿素的配比[即n(F)/n(U)比值]、体系pH值、尿素的加料方式和改性剂对UF树脂胶中游离甲醛的含量和胶合强度有很大的影响;当n(F)/n(U)=1.06、缩聚反应阶段体系的pH值为4.75～4.80、尿素分3批加入、反应温度为90℃、加入适量的聚乙烯醇(PVA)和三聚氰胺改性剂时,制得的UF树脂胶中游离甲醛的含量不大于0.10%(符合GB/T14 074.16-1993标准中的指标要求)、粘接强度为4.70 MPa且综合性能优良。     

三聚氰胺/纳米TiO_2联合改性脲醛树脂胶粘剂研究

以甲醛、尿素为原料,纳米TiO_2和三聚氰胺为改性剂,采用"碱-酸-碱"的合成工艺合成脲醛树脂,并对三聚氰胺/纳米TiO_2联合改性脲醛树脂工艺进行优化。研究结果表明:当纳米TiO_2用量不变,脲醛树脂的黏度、固含量、胶合强度随三聚氰胺加入量增加而增大,而固化时间和游离甲醛含量则呈现出相反的变化趋势;添加w(三聚氰胺)=1.5%(相对于尿素添加质量而言)改性后的脲醛树脂游离甲醛含量为0.41%,耐水胶合强度为1.25 MPa,对不同配比的甲醛/尿素(F/U)脲醛树脂,三聚氰胺/纳米TiO_2联合改性性能相似;改性后的脲醛树脂及纳米TiO_2能够均匀分布于木材表面,以保证较好的胶合强度和联合改性效果。     

不同合成方法对MUF共缩聚树脂性能的影响

以三聚氰胺、尿素、甲醛为主要原料,合成了三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)共缩聚树脂。考查了不同合成方法对MUF共缩聚树脂性能的影响。结果表明,不同合成工艺对树脂的甲醛含量以及稳定性有重要影响。DSC分析发现,在相同固化条件下,以工艺2合成的MUF树脂固化速度更快。用MUF制备的胶合木的性能,均可满足日本JAS中的规定。     

E0级室外型胶合板用PUF树脂胶的研制

按酚醛(PF)树脂的制备工艺,采用CaO和NaOH为复合催化剂,在碱性条件下制备了U/P质量比13.2%￣79.2%的系列尿素改性酚醛(PUF)树脂。该胶制备工艺简单,反应平稳,操作易控制,再现性好,成本较低,贮存期达30d以上。该系列PUF树脂压制的杨木三合板,胶合强度符合Ⅰ类胶合板要求,甲醛释放量<0.5mg/L,符合E0级标准。     

低醛三聚氰胺树脂的制备与工艺研究

以三聚氰胺(M)、甲醛(F)和乙二醇(EG)为主要原料,三乙醇胺为催化剂,己内酰胺、H2O2为甲醛吸收剂,采用低n(F)∶n(M)比例、乙二醇醚化MF(三聚氰胺-甲醛)树脂、三聚氰胺分次加料和添加甲醛吸收剂等手段,制备MF树脂。研究结果表明:当n(F)∶n(M)=2.5∶1、n(EG)∶n(M)=2.0∶1、pH值为8～9、反应温度为80℃、三聚氰胺分次加料量为50∶40∶10(质量比)和n(己内酰胺)∶n(H2O2)∶n(甲醛)=10∶5∶100时,制成的MF树脂具有相对较低的游离甲醛含量(0.13%)和相对较长的储存稳定期(>120 d)。     

聚羧酸系减水剂的常温合成及性能

以异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为单体,通过芬顿试剂引发反应,在常温下制备了三元聚羧酸型减水剂(PC),探讨了不同反应条件对减水剂分散性能的影响,并通过傅里叶红外(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)等手段对共聚物进行了表征。得到最佳合成条件为:引发剂滴加时间3h,引发剂过氧化氢/硫酸亚铁质量比1.2:1,反应温度30℃,酸醚摩尔比4:1,磺酸盐用量为单体总质量的1.6%,链转移剂用量为总单体质量的1.5% 。当减水剂折固掺量为0.3%时,水泥初始净浆流动度为290 mm,1h后提升到302mm。此常温下合成的减水剂具有良好的分散性和保持性,该方法是一种有应用前景的常温合成方法。     

氯胺及其与二氧化氯联用对原水管道溶解性有机物降解的影响

采用环状反应器模拟原水输水管道, 考察氯胺(NH₂Cl)及其与二氧化氯联用(NH₂Cl/ClO₂)对溶解性有机物(DOM)、溶解性有机碳(DOC)和UV₂₅₄降解以及有机物荧光特性的影响。结果表明:NH₂Cl或NH₂Cl/ClO₂对DOC、UV₂₅₄和DOM的降解均产生较大的影响。相比NH₂Cl, NH₂Cl/ClO₂的影响更大, 但是有机物降解的恢复速度没有明显差异, DOC、UV₂₅₄和DOM的降解分别在停止投加氧化剂的第5 d、4 d和1 d恢复。投加氧化剂后, 芳香族有机物以向易生物降解的极性有机物的转化为主, 溶解性有机物的可生物降解能力增加。NH₂Cl和NH₂Cl/ClO₂作用后, 类蛋白质物质以及紫外区类腐殖质类物质明显减少。NH₂Cl/ClO₂更易破坏有机物中的芳香族化合物的结构, 而NH₂Cl氧化使得有机物分子结构中羰基、羟基、羧基和胺基等官能团增加, 从而有机物可生物降解能力较强。NH₂Cl和NH₂Cl/ClO₂作用后, 有机物降解作用可恢复至比未加氧化剂更高的水平, 基于卤代副产物生成的考虑, 相比NH₂Cl, NH₂Cl/ClO₂更适合用于原水输水管道的氧化。     

麦草两段预浸渍化机浆废水的污染物特征和发生量

对不同碱用量两段预浸渍麦草化学机械制浆（CTMP）废水的污染特征进行分析,探讨了制浆得率与污染负荷之间的关系。研究表明：采用两段NaOH浸渍,当碱总用量为3%~5%时,可以在较低的磨浆能耗得到质量指标良好的纸浆,制浆得率为73.1%~78.9%,产生的化学需氧量（COD）为270.5~446.0 kg/t,5日生化需氧量（BOD₅）为181.3~228.2 kg/t,悬浮物（SS）为47.62~124.30 kg/t。此麦草CTMP制浆废水的BOD₅/COD值在0.422~0.466之间,属于可生化性较好的有机废水,且m_BOD5：m_N：m_P的结果表明采用厌氧+好氧的生化处理,反应体系的N元素和P元素均可满足微生物的需要,无需另外补充。且随着碱总用量的增加,麦草CTMP制浆得率下降,而其相应的污染负荷随之增加。在碱总用量为0~8%时,COD污染发生量（L）与制浆得率（Y）关系方程式为L=5 884-11 670Y+5 800Y²,R²=0.995。     

印尼油砂沥青的净化工艺

溶剂萃取法分离油砂制得油砂沥青中含大量机械杂质,影响沥青的品质及后期加工利用。通过XRD和激光粒度仪表征了机械杂质的矿物组成和粒度分布等特性。针对机械杂质的特性,开发了复配试剂,通过稀释剂降黏沥青、复配试剂净化沥青、稀释剂回收再生及循环利用3个操作单元对油砂沥青进行了脱杂净化实验,并分析了净化机理。结果表明：降黏过程,温度70℃、时间10min、稀释剂与沥青比0.3g/g,稀释沥青70℃黏度为3.2Pa·s;净化过程,6%盐酸与稀释沥青比0.2mL/g、CaCl₂与稀释沥青比0.01g/g,温度70℃,混合时间10min,沉降时间20min,机械杂质脱除率可达到93.5%;回收及循环过程,稀释剂回收率为98%,循环使用5次,机械杂质脱除率仍92%以上。该工艺具有沉降时间短、机械杂质脱除彻底的优点。     

聚合硫酸铝钛的制备与结构表征

以硫酸铝、硫酸钛为原料制备无机复合高分子混凝剂聚合硫酸铝钛（PATS）。采用Ferron逐时络合比色法、红外光谱、X射线衍射、扫描电镜与能谱对产物中Al的形态、结构形貌、组成进行表征分析。采用单因素实验法获得最佳合成条件：反应温度50℃、n（Ti）/n（Al）为0.3∶1与n（OH）/n（Ti+Al）为0.3∶1。形态分析表明n（OH）/n（Ti+Al）、反应温度与n（Ti）/n（Al）对Al形态分布均存在影响,且n（OH）/n（Ti+Al）与n（Ti）/n（Al）对Al形态影响较大。随着n（OH）/n（Ti+Al）增大,Al_a含量逐渐降低,Al_b与Al_c含量逐渐升高;随着n（Ti）/n（Al）的增大,Al_a含量逐渐升高,Al_b与Al_c含量逐渐降低;随着反应温度升高,Al_a为主要形态,其含量在78.94%～85.49%,且Al_a、Al_b都呈现先减小后增大的趋势,Al_c含量则呈现先增大后减小的趋势。红外光谱与X射线衍射结果表明硫酸铝与硫酸钛发生了聚合反应,生成了高分子聚合物;扫描电镜表明PATS形貌团簇,呈网状结构,有助于吸附架桥和网捕卷扫,增强了PATS的混凝性能。     

松木屑在氧气-水蒸气-二氧化碳氛围下的气化模拟研究

以氧气-水蒸气-二氧化碳作为气化介质,松木屑为原料,采用Aspen Plus软件,结合自建模型,对生物质气化进行了模拟研究。首先,利用文献中的数据对模型进行了验证,模拟结果与文献中的数据基本吻合,证明了该模型的正确性。接着,考察了气化温度、氧气用量（c_ER）、水蒸气与生物质质量比（m_S/m_B）、二氧化碳与生物质质量比（m_CO2/m_B）对产气组成、气体热值、气体产率、气化效率和产气氢碳比（n_H2/n_CO）的影响。结果表明：在850℃、101.325kPa、c_ER=0.2、m_S/m_B=1、m_CO2/m_B=0.6的条件下,气化产物特性为气体热值7.45MJ/m³、气体产率1.78m³/kg、气化效率73.3%、氢碳比1.79。适当提高气化温度有利于气化。c_ER的增大使气体热值、产率和气化效率均迅速降低;但对产气中氢碳比的影响较小。此外,气化剂中水蒸气的适量增加有利于氢气的产生并能明显提高其体积分数,二氧化碳的适量增加有利于一氧化碳的产生并能在一定程度上提高其体积分数,二者均能有效调节产气的氢碳比。     

Solid state protonic conductor NH4PO3–(NH4)2Mn(PO3)4 for intermediate temperature fuel cells

A new proton-conductive composite of NH₄PO₃–(NH₄)₂Mn(PO₃)₄ was synthesized and characterized as a potential electrolyte for intermediate temperature fuel cells that operated around 250 °C. Thermal gravimetric analysis and X-ray diffraction investigation showed that (NH₄)₂Mn(PO₃)₄ was stable as a supporting matrix for NH₄PO₃. The composite conductivity, measured using impedance spectroscopy, improved with increasing the molar ratio of NH₄PO₃ in both dry and wet atmospheres. A conductivity of 7 mS cm⁻¹ was obtained at 250 °C in wet hydrogen. Electromotive forces measured by hydrogen concentration cells showed that the composite was nearly a pure protonic conductor with hydrogen partial pressure in the range of 10²–10⁵ Pa. The proton transference number was determined to be 0.95 at 250 °C for 2NH₄PO₃–(NH₄)₂Mn(PO₃)₄ electrolyte. Fuel cells using 2NH₄PO₃–(NH₄)₂Mn(PO₃)₄ as an electrolyte and the Pt–C catalyst as an electrode were fabricated. Maximum power density of 16.8 mW/cm² was achieved at 250 °C with dry hydrogen and dry oxygen as the fuel and oxidant, respectively. However, the NH₄PO₃–(NH₄)₂Mn(PO₃)₄ electrolyte is not compatible with the Pt–C catalyst, indicating that it is critical to develop new electrode materials for the intermediate temperature fuel cells.     

合成间甲基苯甲酸的微通道连续流工艺

目前,对合成间甲基苯甲酸的研究主要局限于氧化釜的间歇反应工艺,对连续流反应工艺少有报道。针对这一问题,本文提出了在脉冲混合结构微通道反应器中液相氧化合成间甲基苯甲酸的连续流工艺。采用间二甲苯为原料,过氧乙酸为氧化剂,乙酸钴和溴化钠为催化剂,通过对反应物料比、催化剂的用量、反应停留时间、反应温度、溶剂用量等条件的考察,获得最佳工艺条件。得出当n（间二甲苯）∶n（过氧乙酸）∶n（乙酸钴）∶n（溴化钠）∶n（乙酸）=1∶4∶0.015∶0.02∶5、反应温度120℃、反应停留时间15min时,反应效果最佳。研究结果表明：此工艺充分利用微通道连续流反应器优良的传质传热特点,大大缩短了反应时间,提高了反应速率,扩大工艺条件选择区间,增加了安全系数,实现对氧化反应过程的有效控制。     

有机胺法分解氯化铵的工艺

采用有机胺法在无水条件下分解氯化铵制取氨气和氯化氢,对有机胺的筛选和氯化铵分解工艺进行系统研究,分别考察了释放氨气过程和释放氯化氢过程中各反应条件对反应的影响,通过对多种有机胺[三己胺、三(2-乙基已基)胺、三辛胺和三月桂胺]分解氯化铵的反应进行比较,筛选出最优有机胺用于实现对氨气和氯化氢的高效分离。实验表明:与其他有机胺相比,三己胺具有反应时间更短、氨气和氯化氢收率更高的优势。释氨过程中当三己胺与氯化铵以及异戊醇与氯化铵的摩尔比分别为1.4和6.84,氮气流量140mL/min时,在132℃下反应3.5h,氨气收率可达到97.5%;释氯化氢过程中当非极性有机溶剂十四烷与三己胺盐酸盐的摩尔比为11:1,氮气流量260mL/min时,在223℃下反应4.5h,氯化氢收率可达94.65%。     

Effects of Ammonium Chloride on the Rheological Properties and Sedimentation Behavior of Aqueous Silica Suspensions

The influence of ammonium chloride (NH₄Cl) on the rheological properties and sedimentation behavior of aqueous silica (SiO₂) suspensions of varying solids volume fraction (φ_s) was studied. SiO₂ suspensions with low NH₄Cl concentration (≤0.05 M , pH 5.2) exhibited Newtonian behavior and a constant settling velocity ( U ). The volume fraction dependence was well described by the Richardson–Zaki form, U = U ₀(1 −φ_s) ⁿ , where n = 4.63 and U ₀= 1.0419 × 10⁻⁵ cm/s. At higher NH₄Cl concentrations (0.07–2.0 M , pH 5.2), suspensions exhibited shear thinning and more complicated sedimentation behavior due to their aggregated nature. For all suspensions studied, however, the apparent suspension viscosity, characteristic cluster size, and initial settling velocity were greatest at ∼0.5 M NH₄Cl and exhibited a similar dependence on salt concentration. Above 0.5 M NH₄Cl, considerable restabilization was observed. This behavior cannot be explained by traditional DLVO theory.