酸碱催化剂浓度对柔性硅气凝胶性能和结构的影响

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和正硅酸乙酯(TEOS)作为混合硅源,甲醇为溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,通过酸碱两步催化溶胶凝胶法制备醇凝胶,经超临界干燥可以制备高弹性疏水块状硅气凝胶。分别采用0.1 mol·L^-1 和0.01 mol·L^-1 的草酸作为酸催化剂,5 mol·L^-1 和10 mol·L^-1 的氨水作为碱催化剂,研究不同酸碱催化剂浓度对其网络结构的影响。发现高浓度酸和高浓度碱以及低浓度酸和低浓度碱作为催化剂合成的硅气凝胶的网络结构更加均匀,孔径分布更窄。其中,在草酸浓度为0.01 mol·L^-1、氨水浓度为5mol·L^-1 时,所得硅气凝胶密度为0.135 g·cm^-3、比表面积为807 m²·g^-1、孔隙率约为93%,凝胶最大可压缩至其起始长度的60%,压缩回弹率为100%。     

离子浓度和分散剂对合成Nd:YAG粉体晶相的影响

以碳酸氢铵为沉淀剂,共沉淀合成了Nd:YAG陶瓷粉体。分析了合成过程中盐溶液离子浓度和分散剂含量对粉体后期晶相转变的影响。研究结果表明盐溶液浓度在0.16 mol·L^-1和0.32 mol·L^-1时,煅烧过程中粉体出现Y₂O₃、YAM等过渡晶相,这些过渡相需要在更高的温度才能完全转化为纯YAG晶相。当盐溶液浓度降低到0.08 mol·L^-1, pH调节到8.0时,各组分离子和掺杂离子达到分子水平的均匀混合,合成粉体煅烧过程中直接转化为YAG晶相。添加的分散剂 对Al₂O₃和Y₂O₃扩散反应生成YAG晶相有一定的阻碍作用。采用纯相的Nd:YAG粉体制备的多晶透明陶瓷获得了1.6W的激光输出。     

锌催化电还原脱氯合成2,3,5,6-四氯吡啶:反应机理和工艺优化

采用循环伏安法和恒电位电解法,探讨了含有ZnCl₂的乙睛水混合溶液中五氯吡啶(PCP)在不锈钢阴极表面电还原脱氯生成2,3,5,6-四氯吡啶(2,3,5,6-TCP)的反应机理;采用恒电流电解法对该电还原脱氯过程的各种工艺条件进行了优化。结果表明:该体系中PCP电还原脱氯生成2,3,5,6-TCP主要遵循以Zn/Zn²⁺为氧化还原媒介的间接电还原机理;优化工艺条件下(阴极液含0.025mol·L^-1HCl+15%(体积分数)水+0.2mol·L^-1苯磺酸钠+0.16mol·L^-1ZnCl₂的乙腈溶液;电流密度为1.25A·dm^-2),0.08mol·L^-1PCP能高选择性地脱氯生成2,3,5,6-TCP,2,3,5,6-TCP的收率和电解电流效率分别可达88.7%和59.1%。     

酸催化水解阿拉伯胶制备L-阿拉伯糖工艺

阿拉伯胶是提取制备L-阿拉伯糖的理想原料,对阿拉伯胶进行酸催化水解可获得含L-阿拉伯糖、D-半乳糖、L-鼠李糖的反应液,优化酸水解条件使水解液中L-阿拉伯糖的含量和收率均达到最佳水平,是保证后续分离纯化工艺稳定性及产品品质的关键。利用单因素实验考察了反应时间、酸浓度、反应温度、固液比等因素对水解工艺的影响,获得了影响酸水解反应的关键因素及适宜的水解条件。结果表明:温度对L-阿拉伯糖的生成速率有明显影响。经优化,当固液比为1:10 (g/ml)、100℃、0.1 mol·L^-1 H₂SO₄水解90 min或90℃、0.1 mol·L^-1 H₂SO₄水解200 min,水解液中L-阿拉伯糖的相对纯度分别达85%和87%,水解收率高达85%。     

内嵌纳凝胶阴离子交换聚甲基丙烯酸羟乙酯复合晶胶分离苯乳酸研究

采用超声乳化聚合法制备了聚甲基丙烯酸丁酯纳凝胶,然后经结晶致孔法制备了内嵌纳凝胶的甲基丙烯酸羟乙酯纳晶胶,对其接枝功能单体N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化铵,得到内嵌纳凝胶阴离子交换纳晶胶,用于从发酵液中分离苯乳酸。结果表明:所得纳晶胶具有良好的渗透性能和轴向分散性能,在流速为1 cm·min^-1时,不同配比纳晶胶对牛血清白蛋白的吸附容量为3.9～5.4 mg·ml^-1;将质量比为8∶2(HEMA∶pBMA)的纳晶胶用于从转化液中分离苯乳酸,所得苯乳酸的纯度达89.24%,回收率93.74%,分离效果好,表明其在生物分离方面有良好的应用前景。     

硫代杯[4]冠-4在硝酸体系中对Sr2+的萃取

乏燃料后处理的高放废液分离过程中,发展新型分离材料实现对锶的高效萃取至关重要。合成了1,2交替构象的硫代杯[4]冠-4(TCACE),利用FT-IR、¹H NMR和MS对目标产物进行了表征。研究不同稀释剂对萃取的影响,优化得出CH₂Cl₂为稀释剂,在硝酸浓度为3 mol·L^-1,有机相中硫代杯[4]冠-4浓度为1×10^-3 mol·L^-1,水相中Sr²⁺浓度为5×10^-4 mol·L^-1,萃取温度为25℃,萃取80 min条件下,平均传质系数为1.36×10^{-5 m}·s^-1,Sr²⁺的分配比为0.69。分析了不同条件对硫代杯[4]冠-4对Sr²⁺的萃取影响,研究了萃取计量方程式,实验结果表明萃合物为{Sr(NO₃)₂}·{TCACE}。研究了TCACE对其他金属离子Mo⁶⁺、Ni²⁺、Ag⁺、Sn⁴⁺等的萃取效果,表明对Sr²⁺具有较好的选择性。     

MDEA与MEA脱碳反应动力学

通过双模理论及反应釜吸收实验的方法,建立了胺液脱碳拟一级传质反应模型,并对其进行了实验验证。通过模型中的增强因子、二级反应速率常数及传质速率分析了伯胺MEA(乙醇胺)及叔胺MDEA(甲基二乙醇胺)的动力学特性,以此为基础进一步分析了MDEA+MEA混合胺液的交互作用、动力学特性,并得到了较优的胺液配比。研究结果表明:伯胺MEA的增强因子及传质速率数值大于叔胺MDEA,随着气液传质过程进行,传质速率逐渐减小;对于混合胺液,表观反应速率常数以及增强因子随着MEA浓度的增加以及温度的升高而逐渐增大;当总胺浓度为3mol·L^-1时,MDEA+MEA(2mol·L^-1+1mol·L^-1)的混合胺液增强因子数值为0.5,传质速率较大,为最优混合胺液配比。     

pHEMA晶胶微球的制备及啤酒酵母转化液中ATP的分离

利用微通道结合结晶致孔方法制备了孔隙发达、粒径分布均匀的聚甲基丙烯酸羟乙酯(pHEMA)晶胶微球。晶胶微球平均粒径924.4μm,一致性多分散系数0.21。晶胶微球填装于直径10 mm层析柱内,填充高度91 mm;经甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)修饰后应用于三磷酸腺苷(ATP)分离。层析过程流速为2 cm min 1,以0.01 mol L 1HCl为缓冲液,分别用0.03 mol L 1和1 mol L 1NaCl溶液进行洗脱。利用晶胶微球填充床从三组不同ATP含量转化液中可获得纯度达93.4%~96.9%的ATP,总回收率为47.0%~82.7%。     

高效液相色谱法同时测定废水中的二甲基甲酰胺和二甲胺

用氯乙酰氯对废水中的二甲胺进行柱前衍生化,通过高效液相色谱法可同时测定二甲基甲酰胺及二甲胺。采用 CAPCELL PAK ADME S5 液相色谱柱,流动相为乙腈/水(14/86),检测波长为210 nm。在选定的色谱条件下,二甲基甲酰胺及二甲胺衍生物能得到有效分离,并能获得较好的检测效果。分析结果表明,二甲基甲酰胺及二甲胺在 0～0.79 mg·L^-1(r=0.999 8)及 0～0.35 mg·L^-1(r=0.999 5)浓度范围内线性相关系良好,回收率为 99.52%～101.38%、98.77%～101.07%,变异系数为 1.69%、2.01%,最低检出限为 2.93μg·L^-1、3.16μg·L^-1。     

基于流动注射光度法同时测定催化剂浸渍液中CoO/MoO3

基于Mo（Ⅵ）-抗坏血酸、Co（Ⅱ）-KSCN反应体系和流动注射光度法,建立了一个全新的催化剂浸渍液中超高浓度CoO/MoO₃的同时测定系统。研究发现：Co（Ⅱ）与KSCN络合物是由K₂Co（SCN）₄和K₄Co（SCN）₆构成,利用后者可定量Co（Ⅱ）;Co（Ⅱ）对Mo（Ⅵ）-抗坏血酸反应有抑制作用,会干扰Mo（Ⅵ）测定;本研究利用Co（Ⅱ）的抑制作用,人为在测Mo（Ⅵ）的显色剂中加入一定量的硝酸钴,解决了该干扰问题。另外,对测定Co（Ⅱ）/Mo（Ⅵ）用的显色剂中的成分及浓度、进样体积、反应温度等相关影响因素进行了优选,得到的结果是：测定Mo（Ⅵ）的显色剂由15%（质量分数）抗坏血酸、10 g·L^-1硝酸钴（以CoO计）及0.1 mol·L^-1硫酸组成,测定Co（Ⅱ）的显色剂由37.5% KSCN、0.1 mol·L^-1 NaAc-HAc（pH 5.8）组成;MoO₃和CoO的测定范围分别为10~100 g·L^-1和5~50 g·L^-1,检出限分别为2.1 g·L^-1和1.3 g·L^-1,RSD<1.2%（n=11）,回收率为98%~104%,分析速度为20样/小时。     

氨缓冲体系强化高纯重质碳酸锰的制备

以碳酸钠和高纯硫酸锰为原料,通过共沉淀法在氨缓冲溶液中制备高纯重质碳酸锰。当硫酸锰和碳酸钠溶液浓度都为1.5 mol·L^-1、碳酸钠过量系数为110%、溶液pH为8.5、温度为50℃、滴加速率为120 ml·h^-1时,得到的碳酸锰视密度达1.67 g·cm^-3,振实密度达2.15 g·cm^-3。氨缓冲体系增加了溶液的稳定性,抑制了溶液中氢氧化锰和偏氢氧化锰的生成,制备出的高密度碳酸锰形貌趋于球形,粒径分布均匀,D₅₀平均大小为30.32 μm。以本研究制备的碳酸锰为锰原料焙烧得到的四氧化三锰松装密度为1.09 g·cm^-3,振实密度为2.18 g·cm^-3,锰的含量可达71.85%。     

染料探针分子对水中铜离子的可视化识别及试纸化应用

设计合成了以罗丹明为母体的探针分子RCu,可实现对Cu²⁺的选择性识别。在HEPES缓冲溶液(2×10^-5 mol·L^-1, pH 7.4)的测试体系中RCu本身无颜色,加入Cu²⁺后溶液变为粉红色,而且加入其他常见金属阳离子无颜色变化。探针分子可识别较低浓度的Cu²⁺,检出限可达6.37×10^-8 mol·L^-1。同时探针分子可用于试纸化检测,对水样中的Cu²⁺可实现低浓度的检测,具有一定的实用价值。     

乳状液膜中1,3-桥连杯[4]芳烃/冠醚对碱金属离子的选择性萃取(英文)

Nano-assisted inclusion separation of alkali metals from basic solutions was reported by inclu sion-facilitated emulsion liquid membrane process. The novelty of this study is application of nano-baskets of calixcrown in the selective and efficient separation of alkali metals as both the carrier and the surfactant. For this aim, four derivatives of diacid calix[4]-1,3-crowns-4,5 were synthesized, and their inclusion-extraction parameters were optimized including the calixcrown scaffold （4.4%, by mass） as the carrier/demulsifier, the commercial kero sene as diluent in membrane, sulphonic acid （0.2 mol.L-1） and ammonium carbonate （0.4 mol.L-1） as the strip and the feed phases, the phase and the treat ratios of 0.8 and 0.3, mixing speed （300 r.min-1）, and initial solute concentration （100 mg.L-1）. The selectivity of membrane over more than ten interfering cations was examined and the re sults reveled that under the optimized operating condition, the degree of inclusion-extraction of alkali metals was as high as 98%-99%.     

The CO2 absorption and desorption performance of the triethylenetetramine + N,N-diethylethanolamine + H2O system

Post-combustion CO₂ capture (PCC) process faces significant challenge of high regeneration energy consumption. Biphasic absorbent is a promising alternative candidate which could significantly reduce the regeneration energy consumption because only the CO₂-concentrated phase should be regenerated. In this work, aqueous solutions of triethylenetetramine (TETA) and N,N-diethylethanolamine (DEEA) are found to be efficient biphasic absorbents of CO₂. The effects of the solvent composition, total amine concentration, and temperature on the absorption behavior, as well as the effect of temperature on the desorption behavior of TETA-DEEA-H₂O system were investigated. An aqueous solution of 1 mol·L^-1 TETA and 4 mol·L^-1 DEEA spontaneously separates into two liquid phases after a certain amount of CO₂ is absorbed and it shows high CO₂ absorption/desorption performance. About 99.4% of the absorbed CO₂ is found in the lower phase, which corresponds to a CO₂ absorption capacity of 3.44 mol·kg^-1. The appropriate absorption and desorption temperatures are found to be 30℃ and 90℃, respectively. The thermal analysis indicates that the heat of absorption of the 1 mol·L^-1 TETA and 4 mol·L^-1 DEEA solution is -84.38 kJ·(mol CO₂)^-1 which is 6.92 kJ·(mol CO₂)^-1 less than that of aqueous MEA. The reaction heat, sensible heat, and the vaporization heat of the TETA-DEEA-H₂O system are lower than that of the aqueous MEA, while its CO₂ capacity is higher. Thus the TETA-DEEA-H₂O system is potentially a better absorbent for the post-combustion CO₂ capture process.     

Al_2(SO_4)_3-NH_3·H_2O法大孔拟薄水铝石的制备及其应用

在Al3+浓度0.6 mol·L-1、反应温度60℃和p H=9条件下,研究了硫酸铝滴定氨水(酸滴碱法)、氨水滴定硫酸铝(碱滴酸法)、p H摆动法和并流法成胶方式对共沉淀法制得的拟薄水铝石物化性能的影响。采用X射线衍射、N2吸附-脱附和扫描电镜等对拟薄水铝石进行表征。结果表明,成胶方式对拟薄水铝石物理性能影响显著,采用并流法成胶方式制得的拟薄水铝石比表面积374 m2·g-1,孔容0.89 cm3·g-1,孔径6.4 nm且分布集中,结晶度高,纯度好,能够满足加氢催化剂载体所用拟薄水铝石的物化性能要求。以并流法成胶方式得到的拟薄水铝石制备的Pd/Al2O3催化剂用于裂解汽油双烯烃选择加氢时表现出优异的加氢性能。     

Enhanced electrokinetic remediation of cadmium-contaminated natural clay using organophosphonates in comparison with EDTA

Soil contamination by metals is a worldwide environmental problem. Electrokinetic extraction is a promising technology for in-situ remediation of contaminated soils of low hydraulic permeability. However, the extraction of metals is usually hindered by the high buffer capacity of natural soils. Organophosphonates are strong metal chelates as ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA) which has been widely studied in the enhancement of electrokinetic remediation. In this study, batch desorption experiments and bench-scale electrokinetic extraction experiments were carried out to study the effect of two organophosphonates, i.e.,(nitrilotrimethylene)triphosphonate(NTMP) (ethylenedinitrilo)-tetramethylenephosphonate(EDTMP), on the extraction of cadmium from a natural clay in comparison with EDTA. Results of the batch desorption experiments showed that more than 75% of the sorbed cadmium could be dissolved into solution using 0.1 mol·L~(-1) organophosphonates or EDTA in the wide p H range of 1–11. Results of the electrokinetic extraction experiments showed that the cadmium spiked in the specimen migrated towards the anode with the enhancement of NTMP,EDTMP, and EDTA under a constant voltage gradient of approximately 1.0 V·cm-1. Although cadmium mobilization enhanced by EDTA was more efficient than that by the organophosphonates, accumulation of cadmium was observed in the vicinity of the anode. The average removal efficiencies of cadmium from the soil after approximately 5 days of electrokinetic extraction enhanced by 0.1 mol·L-1 NTMP(22.8%) and EDTMP(22.4%) were higher than that by 0.1 mol·L~(-1) EDTA(15.1%).