秸秆纤维素/改性蛭石环保吸水材料的研究

以玉米秸秆纤维素及改性蛭石为原料,柠檬酸为交联剂,制备环保复合吸水材料,研究改性蛭石含量、柠檬酸/柠檬酸三钠浓度、交联温度及交联时间对材料吸水率的影响,并采用扫描电镜表征其结构。结果表明,最佳制备工艺条件为:柠檬酸/柠檬酸三钠浓度8%,交联温度70℃,改性蛭石含量2 g,交联时间1 h,在此条件下,吸水材料的吸水倍率可达到19.17;扫描电镜分析表明,秸秆纤维素与改性蛭石形成了表面粗糙、疏松多孔、比表面积较大的复合材料;吸水材料具有较好的重复利用性;当吸水时间为4 min时,吸水速率最大,可达到5.982 g/min;吸水材料的保水率随着温度升高和时间延长呈下降趋势,在20℃时保水率较好;吸水材料具有良好的耐盐能力。     

改性壳聚糖对茜素红、活性红的脱色研究

以戊二醛作为交联剂,氯化铝、二氧化钛为掺杂剂对壳聚糖进行交联聚合改性,制备改性壳聚糖,通过IR、XRD的表征和等温吸附曲线确定掺杂二氧化钛、氯化铝的交联壳聚糖具有较好的吸附效果,再通过正交实验研究温度、染料浓度、时间、吸附剂用量等因素对该改性壳聚糖吸附茜素红、活性红的影响,试验结果表明:用该改性壳聚糖吸附茜素红,当茜素红浓度为40mg/L,温度为35℃,改性壳聚糖用量为1.5g,吸附时间为20min,脱色率91.1%,CODCr去除率79.1%;当活性红浓度为40mg/L,温度为20℃,改性壳聚糖用量为2.0g,吸附时间为30min,脱色率99.9%,CODCr去除率82.2%.     

表面改性法制备抑菌型淀粉系高吸水树脂的研究

采用水溶液聚合法,以改性淀粉和丙烯酸为原料,过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,接枝共聚制备改性淀粉系高吸水树脂,并对其进行表面改性制备了具有抑菌性能的高吸水树脂。通过单因素试验和正交试验探究了改性淀粉种类、丙烯酸溶液的中和度、反应温度、引发剂和交联剂用量等因素对树脂吸水性能的影响;探讨了表面改性过程中苦参总碱添加量与抑菌效果间的关系。结果表明,以交联B3淀粉为原料,当淀粉用量为丙烯酸质量的15%,糊化温度为75℃,糊化时间为20 min,丙烯酸溶液的中和度为75%,引发剂用量为丙烯酸质量的0.3%,交联剂用量为丙烯酸质量的0.02%,70℃条件下反应4 h时,可制备吸水性能较好的高吸水树脂;当苦参总碱用量达到25.7 mg/g时即可使树脂在自然环境下具有较好的抑菌效果。最终制备的抑菌型改性淀粉系高吸水树脂的吸水倍率为715 g/g,接枝率为90%,在60℃条件下8 h的保水率约为7%。     

γ-聚谷氨酸超吸水树脂的制备

本论文以γ-聚谷氨酸作为基体材料,通过交联剂交联制备γ-聚谷氨酸水凝胶,研究其吸水和保水效果。结果表明:γ-PGA浓度0.4g/m L,乙二醇缩水甘油醚与季戊四醇混合的比例为2∶1,交联剂用量为1.95 g,在80℃下反应1小时。此时可得到吸水率和保水率最佳的吸水树脂。     

纤维素/高岭土/PVA复合树脂凝胶膜的制备与表征

通过化学提取法从蔗渣中提取纤维素物质,利用溶剂蒸发法制备纤维素/高岭土/聚乙烯醇（PVA）复合树脂凝胶膜。采用傅里叶红外分析仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、拉伸测试、溶胀测试考察了单因素树脂溶胀浓度、树脂粒径、交联剂含量、成膜剂含量、增塑剂含量对树脂凝胶膜断裂伸长率、拉伸强度、溶胀度、弹性模量的影响。基于单因素结果进行正交试验。结果表明：当80目≤树脂粒径<100目,戊二醛用量为0.6 mL,丙三醇用量为0.9 mL,PVA溶液用量为6 mL时,复合凝胶膜材料具有优异性能。复合凝胶膜材料吸水倍率在280～300 g/g,常温下100 h后保水率仍可维持10%左右,断裂伸长率高于300%,吸水保水性能、弹性和韧性性能满足后续研发需求。     

羧甲基纤维素钠凝胶的吸水性能研究

以滤纸、氢氧化钠、一氯乙酸为原料，制备羧甲基纤维素钠，再加入含有Al³⁺的交联试剂，即获得羧甲基纤维素钠凝胶。并探究最合适的交联试剂浓度，进而探究羧甲基纤维素钠凝胶的吸水及保水性能。利用单因素分析法探究pH和温度对羧甲基纤维素钠凝胶吸水性能的影响。结果表明：羧甲基纤维素钠凝胶在去离子水中的吸水性能及吸满水后的保水性能较好，交联试剂中Al³⁺浓度为0.1 mol/L,温度为20℃,pH 5.00时，质量吸水倍率最大，为12.48。表明羧甲基纤维素钠凝胶具有一定的吸水性和保水性。     

紫外辐射固化改性制备玉米秸秆纤维素-腐植酸基吸水树脂

采用紫外辐射固化-水溶液聚合法制备玉米秸秆纤维素-腐植酸基复合型吸水树脂(UV-Cs-HA-PAA),可以改善吸水性树脂的性能。以吸水率为主要指标,探究光引发剂用量、光照强度、光照时间对复合型吸水树脂吸水吸盐效果的影响,结果表明,在光引发剂用量为1∶0.4、光照强度900 W、固化时间2.5 h的紫外辐射固化条件下制备的吸水树脂性能明显提高,吸水率可达845.78 g/g,与改性之前相比,室温下4 h的保水率从83.98%提高至86.25%,第7次重复吸水率高达156.81g/g, pH=3和pH=12的条件下吸水率分别高41.82和119.73 g/g,在不同浓度NaCl溶液中耐盐性也更优,平均维氏硬度大6.58。利用红外光谱、扫描电镜、比表面积分析、热重分析对树脂的性能变化进行了表征,结果表明,经过紫外光对原材料改性后,为树脂引入了较多刚性结构,且使树脂比表面积和热稳定性均增大。在一定程度上提高了树脂的适用范围。     

水稻秸秆水热处理-酯交换改性制备吸油材料

以水稻秸秆为原料经水热处理-酯交换改性制备溢油吸附材料。水稻秸秆通过水热预处理改善其纤维结构,进一步以乙酸乙烯酯为酯化剂、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂、无水碳酸钾为催化剂进行酯交换改性,改性后材料的亲油疏水性得到明显改善。系统考察了酯交换反应的条件对改性材料的吸油性能影响,得到优化的改性条件:反应温度为90℃,催化剂浓度为1.5g/m L,酯化剂体积分数为20%,反应时间为6h。改性后水稻秸秆的吸油倍率为9.71g/g,吸水倍率为0.51g/g。对改性前后的材料进行BET、XRD和FTIR表征,发现水热处理可以显著改善材料的孔结构,扩大其孔径;酯交换改性材料的结晶度降低和乙酰基特征峰的出现,说明水稻秸秆确实发生了酯交换反应。     

小麦秸秆制备农用高吸水性树脂

将小麦秸秆进行碱蒸煮预处理,与丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚合成农用高吸水性树脂,采用正交优化设计及单因素实验确定了合成条件中各因素的最佳水平:反应温度为45℃、引发剂中过硫酸钾用量为单体质量的0.8%、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)用量为单体质量的0.6%、单体丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)与小麦秸秆质量比为8、m(AA)/m(AM)=1、单体浓度为1.3 mol/L、丙烯酸中和度为75%、反应时间为4 h、烘干温度为50℃等;对最佳条件下制备的树脂进行了吸水倍率、速率及保水能力的测试;对秸秆预处理前后及接枝产物进行了红外谱图分析。结果表明,该树脂具有良好的吸水保水、吸肥保肥性能,吸收去离子水达412 g/g,吸收w(复混肥)=0.1%的水溶液达到126 g/g,且在30 m in内达到吸收饱和,抑蒸效果显著;丙烯酸、丙烯酰胺确已成功接枝在秸秆纤维素的主链上。     

交联透明质酸钠凝胶的制备

研究了以1,4-丁二醇二缩水甘油醚作为交联剂,透明质酸钠为原料,制备交联透明质酸钠凝胶。探讨了氢氧化钠浓度、反应温度、反应时间对交联透明质酸钠凝胶中残留量的影响。实验结果表明,反应最佳条件为:氢氧化钠浓度0.25mol/L,50℃反应4小时,20℃反应3天时间。此方法制备的交联透明质酸钠凝胶中交联剂残留量低于2μg/g,所需水洗时间短,产品符合YY 0308-2004标准。     

蛭石负载壳聚糖处理金属铜离子

文章采用共混沉降法制备了蛭石-壳聚糖复合吸附剂,并用此复合吸附剂处理废水中的重金属Cu2+,考察了吸附剂投加量、吸附时间、溶液pH、Cu2+浓度对吸附的影响。实验得出在温度为25℃、吸附时间为25 min、投加量为0.25 g/L、pH为7,用壳聚糖/蛭石质量比为0.06,吸附效果较好,吸附率可达93.75%。     

秸秆两性纤维素絮凝剂的辐射法制备及应用研究

以小麦秸秆纤维素与氯乙酸和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)为原料,用微波辐射法扩大纤维素的活化面积,合成两性离子型纤维素絮凝剂。秸秆两性离子型纤维素絮凝剂的最佳制备条件是:①纤维素羧甲基化:秸秆粉5 g,醚化剂6 g,乙醇浓度为70%,辐射时间为9 min,碱用量为5 g,醚化温度80℃;②季铵基化:取代度为1.16的羧甲基纤维素钠3 g,环氧丙基三甲基氯化铵5.5 g,80%的异丙醇溶液50 mL,10%的NaOH水溶液45 mL,醚化温度80℃,微波辐射10 min,反应时间5 h。在上述条件下,合成的两性纤维素絮凝剂中羧甲基取代度DS为1.16,季铵基取代度DS为1.12。絮凝实验结果表明,制备的纤维素两性离子絮凝剂在温度30℃下,pH=8,絮凝剂用量0.35 g/100 mL处理污水时,透光率可达到70%以上,絮凝效果理想。     

柠檬酸交联纤维素凝胶材料的制备与性能表征

以天然纤维素为原料,柠檬酸（CA）为交联剂,柠檬酸三钠（TSC）为催化剂,经“环酐-酯化”反应制备了一种具备空间化学交联结构的纤维素凝胶材料。使用红外光谱仪、扫描电镜和X射线衍射仪分别表征了该种凝胶材料的化学结构和微观结构,并研究了该种凝胶材料的相关性能。结果表明,纤维素大分子聚集体在制备过程中发生了重结晶;随着初始纤维素浓度增大,凝胶材料的堆积结构逐渐致密并出现明显的分型特质。凝胶材料的热分解温度为280～350℃;比热容为7.564～15.660J/(g?K);热导率为0.43～0.51W/(m?K);吸水率为72.6%～96.7%;储能模量为52.948～162.59MPa。良好的储热、隔热性能和储能模量使得该种材料有望应用在保温包装夹层材料领域。     

烘焙预处理对玉米秸秆磷酸法活性炭制备及性能影响

以玉米秸秆为原料,研究烘焙预处理对磷酸法活性炭的制备及性能影响。研究结果表明：烘焙预处理使玉米秸秆碳元素含量和固定碳含量增加而挥发分含量降低,增加热解焦炭质量,且烘焙温度影响强于烘焙时间。烘焙处理使玉米秸秆活性炭比表面积先增加后减小,总孔容和中孔率减小,而微孔率显著增加。烘焙预处理有助于提高活性炭吸附性能,当100 g粒径为154～450μm玉米秸秆颗粒经烘焙预处理,预处理条件为烘焙温度240℃、烘焙时间60 min时,预处理后的玉米秸秆含C 51.32%,固定碳27.64%,灰分4.72%。采用磷酸活化法将预处理后的玉米秸秆制备成活性炭,制备条件为浸渍比1∶4(玉米秸秆与55%磷酸溶液的质量比),浸渍温度140℃,浸渍时间90 min,活化温度400℃,活化时间60 min,此条件下制备的玉米秸秆活性炭比表面积达1 317.05 m²/g,碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率分别为876 mg/g、 210 mg/g和100%。     

NBC/PVA双骨架吸水海绵的制备及性能研究

以纳米细菌纤维素(NBC)和聚乙烯醇(PVA)为骨架材料,淀粉和正戊烷为造孔剂,通过交联制备NBC/PVA双骨架吸水海绵;研究了NBC含量对NBC/PVA双骨架吸水海绵的结构、密度、硬度、吸水率、保水率及吸水速率的影响。结果表明:随着NBC含量的增加,NBC/PVA双骨架吸水海绵的孔径分布趋于均匀,孔径逐渐缩小,硬度先降低后增强,NBC的骨架支撑作用增强;当NBC质量分数达到1%时,NBC/PVA双骨架吸水海绵的吸水速率最大;当NBC质量分数达到2%时,NBC/PVA双骨架吸水海绵的密度最小;当NBC质量分数达到3%时,NBC/PVA双骨架吸水海绵的吸水率由未添加时的340%提高到440%,保水率由未添加时的54%提高到91%。     

P(AA/AM/APEG)/纳米二氧化硅复合高吸水树脂的合成及性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为单体,再引入纳米二氧化硅(nano-SiO_2),以过硫酸铵为引发剂,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了P(AA/AM/APEG)/纳米二氧化硅有机/无机复合高吸水性树脂,考察了交联剂加量、引发剂加量、纳米二氧化硅加量对树脂吸水倍率的影响,并用红外光谱和扫描电镜对产物进行了表征。结果表明:合成最佳条件加入纳米二氧化硅能提高树脂的吸水性能,粒径在80~120目时,复合树脂吸水倍率达到1 865 g/g,P(AA/AM/APEG)树脂吸水倍率为1 681g/g;温度在20~60℃时,复合吸水树脂吸水倍率变化幅度不大;pH在6~8时,其吸水性能最好,吸水倍率为1 865~1 444 g/g;此外,复合树脂具有较好的保水性能,树脂常温下保存15 d,其保水率达到83.2%。红外光谱和扫描电镜分析表明,纳米二氧化硅成功接枝到聚合物上并形成海绵状结构。     

涤纶织物表面改性及其对水中Cu~(2+)的吸附研究

以柠檬酸作为交联剂,次亚磷酸钠作为催化剂,将β-环糊精整理到涤纶织物上。通过单因素分析发现,织物增重率与β-环糊精浓度、柠檬酸浓度、催化剂浓度、焙烘时间及焙烘温度有关。确定最佳整理工艺为:β-环糊精90 g/L,柠檬酸100 g/L,催化剂30 g/L,焙烘温度180℃,焙烘时间20 min。经过整理后的织物对Cu2+有较好的吸附能力。     

交联大豆蛋白凝胶的溶胀性能的研究

制备了大豆蛋白凝胶与戊二醛交联大豆蛋白凝胶,研究了凝胶的溶胀性及其影响因素,以质构仪、扫描电镜对凝胶的质构和断面微观结构进行了表征,结果表明:大豆蛋白浓度为13%,其凝胶溶胀率为15.00g/g;当大豆蛋白浓度为12%,25%戊二醛用量为50μL,交联大豆蛋白凝胶溶胀率为25.1g/g,;氯化钠浓度和水的温度对交联大豆蛋白凝胶的溶胀率有影响,氯化钠浓度从0升至0.1M,交联凝胶溶胀率从25.1减小为5.34g/g;水的温度从20升至60℃,凝胶的溶胀率从21.81增至49.12g/g;质构分析和扫描电镜结果显示,戊二醛交联凝胶比大豆蛋白凝胶具有更高的硬度、弹性、内聚性、破裂强度和更有序的微观结构。     

蔗渣制备双醛纤维素条件优化的初步研究

采用高碘酸钠氧化蔗渣纤维制备双醛蔗渣纤维素。研究了高碘酸钠浓度、反应温度和时间对双醛纤维素制备的影响。结果表明,最优工艺条件为:氧化时间4 h,氧化温度55℃,高碘酸钠浓度0.5 mol/L,氧化pH值4.0,此时蔗渣纤维醛基含量7.589 mmol/g,失重率15.44%。     

改性秸秆复合高吸水树脂的研究

以过硫酸铵和亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,以衣康酸、丙烯酰胺为功能单体和植酸改性玉米秸秆在水溶液中进行接枝共聚,制备出植酸改性玉米秸秆复合高吸水树脂(PCS-SB)。结果表明随着植酸接枝率和植酸改性秸秆含量的提高,PCS-SB吸水率和吸盐率呈先增后降的趋势。PCS-SB吸水速率曲线符合Voigt粘弹性模型,平衡吸水率429 g/g,吸水速率参数r=15.3 min。PCS-SB对Ni(Ⅱ)溶液吸附55 min基本达到平衡吸附量97 mg·g~(-1),对Cu(Ⅱ)溶液吸附120 min基本达到平衡吸附量330 mg·g~(-1)。