Fe-LS及Cr-LS氧化产物在钻井液中的作用效能规律性研究

木质素磺酸溶液络合不同的金属阳离子(Fe2+及Cr3+)得到相应的木质素磺酸盐(Fe-LS及Cr-LS).分别以木质素磺酸亚铁盐(Fe-LS)、木质素磺酸铬盐(Cr-LS)为例,以MnO2为氧化剂进行氧化处理,得到了不同金属阳离子木质素磺酸盐的氧化产物.在室内条件下测定了该氧化产物的性能及其在钻井液中的作用效能.实验结果表明不同金属阳离子木质素磺酸盐(Fe-LS及Cr-LS)其氧化产物及其氧化产物所处理钻井液的性能具有相同的变化规律.从分子具有的官能团角度对该变化规律原因进行了探讨.     

铜配合物催化双氧水氧化木质素磺酸钠的研究

木质素是一种结构复杂的天然高分子聚合物,较难被分离和降解。本文通过构建新型的铜配合物催化体系来研究其催化双氧水氧化降解木质素磺酸钠的性能及催化机理,具体研究了pH值、催化剂浓度、双氧水质量浓度、温度等因素对氧化降解效果的影响,结果表明,在80℃下该催化体系能够有效地氧化降解木质素磺酸钠。同时也通过多种表征手段研究了该催化体系的反应机理,结果证实了高价铜-氧活性种的存在,推测Cu(III)=O·反应体系主要的活性中心。     

木质素磺酸钠在磷矿正浮选脱镁中的应用及其机理研究

磷矿是不可再生的战略性矿产资源,在国民经济中具有重要的作用。我国磷矿资源储量位居全球第二,但平均品位仅有17%,且钙镁碳酸盐杂质含量高,分选难度大。本研究测试了一种高效的白云石抑制剂木质素磺酸钠对白云石、磷灰石单矿物和人工混合矿浮选行为的影响,并通过Zeta电位和XPS等分析测试手段研究其作用机理。试验结果表明,木质素磺酸钠可以有效地抑制白云石,而几乎不影响磷灰石的浮选;Zeta电位测试结果表明木质素磺酸钠能够阻碍油酸钠在白云石表面吸附,而几乎不影响油酸钠在磷灰石表面吸附;XPS测试结果表明木质素磺酸钠以化学吸附的形式作用在白云石钙、镁位点,而在磷灰石表面以O-H…F氢键形式进行吸附,因此油酸钠能够取代磷灰石表面的木质素磺酸钠而不影响木质素磺酸钠在白云石表面吸附。木质素磺酸钠作为一种易溶于水、选择性好、低毒环保的白云石抑制剂,对于实现磷矿正浮选脱镁具有重要的意义。     

亚麻木质素磺酸盐基染料分散剂的制备及其应用研究

以亚麻木质素磺酸盐为原料,采用分离提纯-化学改性联合处理的方法制备木质素磺酸盐基染料分散剂。采用傅里叶变换红外光谱、紫外光谱及粒径分析仪等对染料分散剂结构和稳定性进行分析,并将染料分散剂用于分散蓝79和分散红73染料中,探究不同预处理方法和环氧氯丙烷（ECH）用量对木质素磺酸盐基染料分散剂性能的影响。结果表明,木质素磺酸盐经超滤法预处理后,所制备的染料分散剂的性能显著提高,且具有良好的分散性和热稳定性。木质素磺酸盐经超滤膜截留（截留分子质量为1000）且改性剂ECH用量为3 mmol/g时,所制备的染料分散剂性能最佳,其在分散蓝79和分散红73两种染料中的上染率分别为91%和88%,还原水解率分别为15%和11%。     

改性木质素磺酸钙高效减水剂的制备和应用

用H2O2先对木质素磺酸钙进行氧化,然后将木质素碳酸钙氧化产物在过硫酸铵引发下与丙烯酰胺共聚,合成了一种改性木质素磺酸钙高效减水剂(AMCL).通过红外光谱表征了氧化和共聚反应,并对AMCL进行了水泥净浆性能测试.结果表明,AMCL的分散性、缓凝性和引气性较木质素磺酸钙有明显改善,水化产物结构更加密实;在AMCL掺量为水泥质量的0.5％、水灰比为0.35时,水泥净浆流动度达245 mm;标准稠度下,AMCL掺量为0.5％时,水泥净浆减水率达到15.7％,3d、7d和28 d硬化水泥浆体的抗压强度比分别为119.7％、126.7％和121.0％,抗折强度比分别为109.5％、126.7％和123.4％.     

基于木质素磺酸钙的木质素多元醇制备

在高温高压下,用多元醇GR-4110G对木质素磺酸钙进行改性,制备木质素多元醇,探讨了反应条件对木质素多元醇性能的影响.结果表明,20份木质素磺酸钙与100份多元醇在160～170℃下反应2h可得到羟值450 ～ 550 mg (KOH) /g、黏度500～ 1000mPa·s的木质素多元醇;通过红外光谱分析发现,木质素磺酸钙在高温高压下可被活化并与多元醇通过醚化或酯化反应而形成木质素多元醇.     

木质素磺酸钠接枝共聚物的制备与抑尘性能研究

采用正交实验法优化木质素磺酸钠(Ls-Na)接枝丙烯酸钠(SAA)抑尘剂的制备工艺,利用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和热重分析仪对接枝共聚物(Ls-Na-SAA)进行表征,并考察了木质素磺酸钠接枝前后作为抑尘剂的性能差异。结果表明,木质素磺酸钠与丙烯酸钠成功接枝,接枝后共聚物热稳定性提高。木质素磺酸钠接枝的最优条件为:反应温度65℃、反应时间3 h、中和度60%、引发剂过硫酸钾质量分数10%。与Ls-Na相比,Ls-Na-SAA的保水性基本不变;喷洒质量分数2. 5%Ls-Na-SAA时,沙样的抗压能力由37. 0 kPa提高到455. 6 kPa,喷洒质量分数1. 5%Ls-NaSAA时,沙样的质量损失率由25. 2%降低到3. 1%。接枝共聚后Ls-Na-SAA形成网状交联结构,在沙粒之间形成更多的黏结物,进而提高其抗压性及抗风蚀性能。     

木质素基凝胶电极材料的组装及其电化学性能研究

本研究以木质素磺酸钠(LS)为功能分子,氧化石墨烯(GO)为模板,在80℃温和条件下通过一步水热法制备木质素/石墨烯复合水凝胶(LGH),并以此为自支撑的电极材料直接组装超级电容器,测试其电化学性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、元素分析仪(EA)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等测试和表征了LGH的微观形貌和结构组成。通过循环伏安法(CV)、恒流充放电循环法(GC)和电化学阻抗谱(EIS)测试其电化学性能。研究表明,LGH具有相互贯穿的网络结构,且木质素磺酸钠成功修饰于LGH的网络结构中。电化学测试结果表明,电流密度为1 A/g时,LGH在1 mol/L的HClO_4电解液中具有优异的质量比电容(140 F/g),为单纯石墨烯凝胶(81 F/g)的1.73倍,且该器件在电流密度20 A/g下表现出较高的倍率性能(74.3%)。     

木质素磺酸钙对硬化水泥抗压强度的影响

木质素磺酸盐(简称木盐)具有较强缓凝和引气作用,可提高混凝土工作性,但过量使用会导致混凝土抗压强度急剧下降。该文从掺量、相对分子质量、亲水基、金属阳离子和糖分5个方面研究了木质素磺酸钙(简称木钙)对硬化水泥抗压强度的影响规律。结果表明,随木钙掺量增加,硬化水泥的各龄期抗压强度均下降,掺量w(木钙)=0.5%时,硬化水泥的28 d抗压强度仅为空白浆体的63.6%。其中相对分子质量为1万~5万的木钙超滤级分对硬化水泥强度的降低作用较小。木钙中糖分质量分数由12.5%降至2.8%时,硬化水泥的7 d抗压强度比可提高16%。通过氧化将木钙分子中的羟基转化为羧基,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高22.1%、34.7%和13.0%;通过磺甲基化将木钙的磺化度由1.36 mmol/g提高到2.48 mmol/g,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高36.2%、41.2%和17.9%。     

不同相对分子质量木质素磺酸钙在盾构砂浆中的应用

在对木质素磺酸钙进行超滤分级,并对其不同相对分子质量（M）的级分进行红外光谱表征的基础上,实验研究了不同M的级分对盾构砂浆工作性能的影响。结果表明,中高M级分对砂浆性能的影响最大,掺量为0.4%（质量分数）时,其减水率达9.4%,砂浆的流动度从193 mm提高至243 mm,3 h内砂浆的流动度损失率由71.6%降为43.0%,2 h内砂浆的泌水率由5.1%下降到1.0%。在实验的基础上,提出了可以通过适当增大M的方法提高木质素磺酸钙的应用性能。