微波辅助NaNO2氧化降解壳聚糖的影响因素研究

在微波辐照下,采用NaNO2氧化降解壳聚糖,研究了反应时间、反应温度、NaNO2用量等不同条件对壳聚糖解速率的影响情况。实验结果表明微波辅助能明显促进壳聚糖的降解,适当增加NaNO2用量和提高反应温度均能加快壳聚糖的氧化降解速率。     

水溶性壳低聚糖的制备

壳聚糖能被过氧化氢氧化降解得到水溶性的壳低聚糖。反应介质、H2O2浓度、反应温度和反应时间都会对壳聚糖的降解速率和产品性能产生影响。结果表明,在2%HAC,3%H2O2时控制不同的温度可在一定分子量范围内控制壳聚糖降解程度。     

芬顿试剂降解壳聚糖

芬顿试剂能够有效地降解壳聚糖,反应介质的pH值、反应时间、反应温度、Fe~(2 )浓度及H_2O_2浓度等实验因素对芬顿试剂氧化降解壳聚糖的效果都有程度不同的影响,其中以反应介质的pH值和H_2O_2浓度对降解反应的影响为最大。在pH值为3～5时芬顿试剂降解壳聚糖的活性最高。适当增大H_2O_2的用量可以增大壳聚糖的降解程度,但当其用量增大至一定程度后,壳聚糖降解产物分子量的下降趋势明显变缓。合理的芬顿试剂降解壳聚糖的实验条件为:介质pH值为3～5;温度为室温;时间为60～90min;壳聚糖:H_2O_2:Fe~(2 )=240:12～24:1～2(摩尔比)。     

两种壳聚糖降解工艺的比较研究

比较了NaNO2/HAc与H2O2/HAc两种体系降解壳聚糖工艺,探讨了反应时间、NaNO2及H2O2用量、醋酸质量分数、壳聚糖浓度等因素在不同体系下对降解速度及壳聚糖分子量的影响.结果表明,NaNO2/HAc体系最佳降解条件为:降解温度30℃、醋酸质量分数5%、壳聚糖浓度0.02 g·mL-1、NaNO2体积0.20 mL、降解时间45 min,降解所得到的低聚壳聚糖平均分子量约为1.7×104.H2O2/HAc体系最佳降解条件为:降解时间4 h、降解温度60℃、醋酸质量分数5%、壳聚糖浓度0.02 g·mL-1、30%H2O2体积0.50 mL,降解所得到的低聚壳聚糖平均分子量约为2.1×104.     

水溶性甲壳低聚糖的制备与结构表征

以H_2O_2为氧化剂,在中性介质中使壳聚糖氧化降解为水溶性甲壳低聚糖,并研究了H_2O_2用量、反应温度和保温时间对产物收率的影响;用双突跃电位滴定法测定了产物的脱乙酰度,FT-IR和~1H NMR表征了产物结构。实验结果表明,H_2O_2在中性介质中使壳聚糖氧化降解为水溶性甲壳低聚糖的同时,也会使产物进一步降解;产物中含醛基的链式结构组成明显高于壳聚糖,并且过高的反应温度和H_2O_2用量不利于水溶性甲壳低聚糖的生成;适宜的H_2O_2用量为3.0~3.5 m L(30%H_2O_2)/g(CTS),而反应温度和保温时间则分别为60℃和7.0~8 h。     

磷钨酸催化壳聚糖氧化降解的工艺优化

采用磷钨酸作催化剂,催化H_2O_2氧化降解天然大分子壳聚糖制备水溶性壳聚糖。通过单因素实验研究了降解温度、降解时间、催化剂用量(磷钨酸与壳聚糖的质量比)、H_2O_2用量(H_2O_2与糖单元物质的量比)对壳聚糖降解的影响,采用正交实验优化了最佳制备工艺条件。结果表明,水溶性壳聚糖最佳制备工艺条件为:降解温度70℃、降解时间4 h、催化剂用量0.02、H_2O_2用量2.0,在最佳工艺条件下,得到了产率58%左右、数均分子量1 500 Da左右的浅黄色水溶性壳聚糖。     

Hac/H2O2降解制高性能水溶性壳聚糖的工艺研究

研究了壳聚糖HAc介质中用H2O2进行氧化降解的情况,讨论了主要影响因素温度对降解反应速率和产品质量的影响,选定最佳温度75℃;依据壳聚糖浓度、反应时间、乙酸浓度、氧化剂与壳聚糖比例设计正交实验,详细分析了各个指标下所得数据,综合得出水溶性低聚糖制备的优化条件:n(氧化剂)∶n(壳聚糖单元)=2、t=4h、C壳聚糖)=3%、CHAc=3.5%     

微波强化催化湿式H_2O_2氧化降解喹啉的研究

采用微波强化催化湿式H_2O_2氧化法降解喹啉,以负载型Cu-Ce/γ-Al2O3/TiO_2为催化剂,考察了微波功率、反应温度、H_2O_2投加量和溶液初始p H对降解效果的影响。实验结果表明,在喹啉初始质量浓度为100 mg/L、微波功率为500 W、反应温度为60℃、pH=6、H_2O_2投加量为0.094 mol/L的条件下,反应18 min后,喹啉和TOC去除率分别可达100%、82.18%。微波可明显提高反应速率,反应体系中喹啉降解和H_2O_2分解均符合一级动力学。     

酶法降解壳聚糖工艺研究

采用非专一性酶(溶菌酶、纤维素酶)和专一性酶(壳聚糖酶)降解壳聚糖,探讨了不同条件对壳聚糖降解的影响.结果表明,溶菌酶降解壳聚糖的最佳条件为反应时间3.0 h、反应温度50℃、pH值4.0、酶用量40 U·mL-1;纤维素酶降解壳聚糖的最佳条件为反应时间1.5 h、反应温度55℃、pH值5.5、酶用量40 U·mL-1;壳聚糖酶降解壳聚糖的最佳条件为反应时间2.0 h、反应温度45℃、pH值5.0、酶用量30 U·mL-1.对壳聚糖酶酶解产物进行HPLC分析,发现得到了分子量分布较窄的壳寡糖.     

壳聚糖氧化降解性能的研究

对壳聚糖在2％乙酸溶液中的氧化降解行为进行了探讨,着重考察了温度、时间和用量比R(H2O2与糖单元的物质量比)对相对分子质量的影响。同时对氧化降解的动力学规律作了初步研究,结果表明,氧化降解分为两个阶段,在后阶段的降解行为符合无规降解规律。     

碱木质素的微波氧化降解(英文)

The effects of oxidant dosage,oxidation temperature and time on the degradation of soda lignin by hydrogen peroxide with and without the presence of microwave irradiation were investigated.It is found that the oxidative degradation of lignin includes the cleavage of ether bond inβ-O-4 structure,the partial destruction of aromatic ring,and the re-condensation of the degraded lignin.Compared to the conventionally heated oxidation of lignin,the microwave irradiation efficiently facilitates the degradation of the lignin with high molecular weight and the re-condensation of that with low molecular weight at a low oxidant dosage,low oxidation temperature,or a short oxidation time,which leads to the formation of the degraded lignin with narrower molecular weight distribution and lower molecular weight.Additionally,the lignin degraded in the presence of microwave irradiation has the characteristics of higher content of phenolic hydroxyl group,lower content of methoxyl group,and lower degree of condensation,which enhances the reactivity of lignin.Therefore,the oxidative degradation of lignin assisted by microwave irradiation may be a new pretreatment approach for efficiently utilizing the soda lignin.     

紫外光辐射和微波辐射处理的纳米TiO2薄膜光催化性能研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)技术以工业偏钛酸为原料．载玻片为基体制备纳米TiO2薄膜。分别用紫外光辐射、微波辐射及热辐射(马福炉)对TiO2进行处理,研究了不同处理方式对纳米TiO2薄膜微结构参数的影响及结构参数与降解甲基橙光催化性能的关系。X射线衍射(XRD)研究说明三种处理方式得到在基片上具有[101]面择优取向的TiO2薄膜．其中热辐射为晶体膜,紫外光及微波为非晶膜。光催化实验结果为热辐射TiO2薄膜活性最好．微波辐射及紫外光辐射其次．但差异较小(3％),微波及紫外光辐射处理温度约100℃,尤其适用于低温材料基质,表明新的辐射方式可替代传统的热处理。     

The impact of cupric ion on thermo‐oxidative degradation of chitosan

The thermal degradation of chitosan and chitosan–cupric ion compounds in air was studied using thermogravimetric and differential thermal analyses in the temperature range 30–600 °C. The impact of cupric ion on the thermo‐oxidative degradation of chitosan was investigated. Fourier transform infrared and X‐ray diffraction analyses were utilized to determine the microstructure of the chitosan–cupric ion compounds. Kinetic parameters such as activation energy, pre‐exponential factor, Gibbs energy, and enthalpy and entropy of activation were determined using the Coats–Redfern equation. The results show that the thermo‐oxidative degradation of chitosan and chitosan–cupric ion compounds is a two‐stage reaction. The impact of cupric ion on the thermo‐oxidative degradation of chitosan is significant, and all thermodynamic parameters indicate that the thermo‐oxidative degradation of chitosan and chitosan–cupric ion compounds is a non‐spontaneous process and proceeds via a mechanism involving nucleation and growth, with an Avrami–Erofeev function (A₄) with the integral form [?ln(1 ? α)]⁴. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

霉化对天然橡胶组分及其热降解过程的影响

采用红外光谱仪分析了微波干燥未霉化天然橡胶(NR)和霉化天然橡胶(NR—m)的组分。图谱显示,NR在1541.20cm-1处有酰胺Ⅱ吸收峰,而NR—m没有。采用热重分析法分别在氮气和空气气氛中测试了微波干燥的NR和NR—m热降解和热氧降解。TG和DTG曲线显示,NR和NR—m的热降解均为1步反应,热氧降解均为2步反应。在等速升温条件下,NR的热降解温度和热氧降解温度均高于NR—m,NR降解时的活化能明显低于NR—m;2试样的反应级数为:在热降解中n2,在热氧降解中n2;在热降解中NR的相关系数r均大于NR—m;随升温速率的增大,2试样的A值和A1值均增大。     

微波辐射制备羟丙基壳聚糖的研究

在微波辐射。F,以环氧丙烷为改性剂,四甲基碘化铵为催化剂合成羟丙基壳聚糖。探讨了微波处理时间、微波辐射功率、催化剂用量、反应物配比诸因素对产物产率和取代度的影响。实验结果表明,合成羟丙基壳聚糖的最佳反应条件为微波辐射功率为140W,微波处理时间为2h,催化剂用量为5％,m（壳聚糖）／V（环氧丙烷）=1：10,产率为68．43％。     

液体中铈掺杂TiO2光催化剂的制备及微波强化光催化活性

室温下,在离子液体［Bmim］PF₆中,采用溶胶-凝胶法及微波辐射干法制备了铈掺杂纳米TiO₂光催化剂TiO₂-Ce,并测试了TiO₂-Ce对甲基橙溶液的微波、紫外和微波-紫外条件下的降解率。着重考察了离子液体用量、微波干燥功率、微波干燥时间、焙烧温度、焙烧时间和铈掺杂量等因素对TiO2-Ce催化活性的影响。结果表明,离子液体用量5.6 mL,掺杂硝酸铈与钛酸丁酯物质的量比n(Ce)∶n(Ti)=0.075,功率210 W的微波条件下干燥20 min,高温箱式电阻炉550 ℃焙烧2.0 h,制得的TiO₂-Ce催化剂具有较高的光催化活性。在微波、紫外和微波-紫外降解条件下,TiO₂-Ce对甲基橙降解率分别为4.78%、93.82%和99.12%。表明在紫外光照条件下,微波辅射具有强化TiO₂-Ce催化剂降解甲基橙的作用。同时用XRD、IR、BET和SEM对TiO₂-Ce催化剂结构进行表征,结构分析表明,TiO₂中掺入铈后制得的催化剂具有粒径均匀以及半孔宽(2.485 2 nm)、孔容(0.314 5 mL·g^-1)、平均孔径(6.627 nm)和比表面积（94.934 m²·g^-1）均较大等特点,这也是TiO₂-Ce催化剂拥有较高的光催化活性的主要原因。     

溶胶-凝胶-微波法制备银掺杂TiO_2光催化剂及其光催化性能

用硝酸银和钛酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶-微波辐射干燥法合成银掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Ag。为了提高催化剂的光催化活性和降解有机污染物的速率,用微波辅助Ti O2-Ag光催化剂降解有机污染物。通过扫描电子显微镜、红外光谱法、紫外可见光谱法和荧光光谱法对TiO_2-Ag催化剂进行测试和表征。以甲基橙为有机污染物,分别在太阳光照射和微波、紫外、紫外-微波条件下降解甲基橙以考察催化剂的光催化活性。结果表明,TiO_2-Ag光催化剂最佳制备条件为:银掺杂量n(Ag+)∶n(Ti~(4+))=0.003,离子液体用量3.0 m L,微波干燥功率210 W,微波干燥时间20 min,焙烧温度650℃,焙烧时间3 h,此条件下制备的TiO_2-Ag光催化剂在太阳光照射4 h下,紫外光照、微波辐射和紫外光照-微波辐射分别辐射55 min后,甲基橙降解率分别为98.70%、98.79%和99.05%。     

Microwave preparation and properties of O-crosslinked maleic acyl chitosan adsorbent for Pb2+ and Cu2+

A novel chitosan-based adsorbent (CCTM) was prepared by the reaction of epichlorohydrin O-crosslinked chitosan with maleic anhydride under microwave irradiation. The chemical structure of this polymer was characterized by infrared spectroscopy and X-ray diffraction analyses. The effects of various variables such as degree of substitution, adsorption time, initial metal ion concentration, solution pH, and temperature, on the adsorption of Pb²⁺ and Cu²⁺ by CCTM were investigated. The results demonstrate that the microwave irradiation can remarkably enhance the reaction. CCTM has higher adsorption capacity than chitosan. The maximum adsorption capacities for Pb²⁺ and Cu²⁺, with initial concentrations of 0.02 mol L⁻¹ at pH 5, are 246.3 and 132.5 mg g⁻¹, respectively. The adsorbent can be recycled. These results have important implications for the design of effective chitosan-based adsorbents in the removal of heavy metal ions from wastewaters. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

微波强化Fenton氧化法降解水中阴离子表面活性剂的研究

采用微波/Fenton氧化法降解水中阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS).比较了微波辐射、Fenton氧化和微波/Fenton氧化3种方法对SDBS的降解效果;考察了H2O2与Fe2+的摩尔比、Fenton试剂投加量、微波功率、溶液pH、反应时间等因素对SDBS降解效果的影响.结果表明,微波辐射可以强化Fenton试剂对SDBS的氧化作用,明显提高SDBS的降解效率,显著缩短反应时间,并能促进SDBS的矿质化,提高TOC去除率;微波辐射与Fenton氧化对SDBS的矿质化具有明显的协同效应.微波/Fenton氧化法降解SDBS的最佳工艺条件为:pH为3,n(H2O2):n(Fe2+)为195,Fenton试剂投加量为140mmol·L-1,微波功率为500W,反应时间为10min.在此工艺条件下,SDBS和TOC去除率分别可达99%和68%.     

微波辅助离子液体中铜掺杂TiO2光催化剂的制备及微波强化光催化活性

在[Bmim] PF6离子液体中,用微波辐射干燥的方法制备了铜掺杂纳米二氧化钛光催化剂TiO2-Cu,测试催化剂对甲基橙溶液的微波（MW）、紫外（UV）、微波-紫外（MW-UV）条件下的降解率,考察了离子液体用量、铜掺杂量、微波干燥功率、微波干燥时间、煅烧温度、煅烧时间、微波降解功率等因素对TiO2-Cu催化剂活性的影响.结果表明,掺杂物质硝酸铜与钛酸丁酯的物质的量比为n（Cu）/n（Ti）=0.025,在功率为210 W的微波条件下干燥20 min,再在高温箱式电阻炉中于500℃下煅烧2h,所制得的TiO2-Cu催化剂具有较高的光催化活性;在MW、UV和MW-UV 3种降解条件下,对甲基橙的降解率分别为3.78％,92.98％,98.39％;并且在3种降解条件下,甲基橙降解率始终是：MW-UV＞ UV＞ MW.表明在紫外光照条件下,微波辅射具有强化TiO2-Cu催化剂降解甲基橙的作用.催化剂结构分析表明,TiO2中掺入铜后制得的催化剂,具有粒径均匀,比表面积、孔容、平均孔径和半孔宽均较大等特点,这也是TiO2-Cu催化剂具有较高的光催化活性的主要原因.