Mesoporous water adsorbent material from poly high internal phase emulsion for agriculture application

Mesoporous water adsorbent materials were prepared by high internal phase emulsion (HIPE) technique: a technique which used aqueous phase (water phase) as a temporary template (in the form of droplets) and oil phase (polymer phase) as a continuous structure. This research describes the preparation of porous poly[S/ethylene glycol dimethylacrylate (EGDMA)]HIPE from styrene crosslinked with EGDMA. Effects of chemical composition on the pores of the mesoporous adsorbents were investigated. The EGDMA concentration was varied between 0 and 40% of oil phase by total volume to give polyHIPE with various amounts of hydroxyl groups. Effects of oil: aqueous phase ratio on mesoporous adsorbent polyHIPEs resulted in interconnected pores in their morphology. The EGDMA concentration also affected the obtained polyHIPE morphology. The water adsorption of poly(S/EGDMA)HIPE gave high water adsorption, up to 350% of dry weight. The obtained polyHIPE with large average pore size were also found to give high water adsorption capacity. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 45509.     

固体吸附式制冷系统制冷剂的解吸特性

搭建了以活性炭-甲醇为工质对的单床吸附式制冷实验系统,对圆柱形吸附管内的吸附剂在不同解吸温度和不同解吸时间条件下的解吸量进行实验研究。解吸温度分别为84、89、94℃,解吸时间分别为4、5、6、7 h。实验结果表明,解吸温度、解吸时间和制冷剂的解吸量对吸附式制冷系统制冷循环性能有着重要影响。在热源温度为84℃加热时间4 h时,系统的制冷性能系数COP最小为0.053。系统在解吸温度为94℃,解吸时间为6 h时,系统的制冷性能系数COP最大为0.19,此时的解吸温度和解吸时间为最佳解吸温度和解吸时间。继续增加解吸时间,解吸量的增长率小于耗能的增长率,COP减小。     

土壤和地下水环境中胶体与污染物共迁移研究进展

天然胶体在土壤和地下水环境中广泛存在。由于胶体不仅具有粒径小、比表面积大、表面带有电荷等基本特点,而且具有独特的双电层结构和丰富的表面官能团,这些特点使得胶体成为地下环境中最为活跃的组分,并对土壤与地下水中污染物的迁移产生重要影响。近年来,土壤与地下水环境中的胶体及其对污染物的促进迁移作用受到越来越多研究者的关注。综述了地下环境中的胶体来源、可移动胶体的释放与沉积、胶体自身的特征与环境行为以及胶体对不同污染物的促进迁移作用,分析了各种环境因子对胶体-污染物共迁移的影响。在此基础上,对地下环境中胶体与污染物共迁移的过程与机理等尚需深入研究的关键科学问题提出了研究展望。     

锰氧化物材料的制备及应用进展

锰作为一种常见的变价金属,其在催化反应中能够起到很好的催化作用。而且锰的氧化物作为最常用的过渡金属氧化物之一,因其较易调控出较大的比表面积、较强的吸附性能、较好的氧化还原能力以及较好的低温催化活性,已经成为了环境治理以及能源领域中的研究热点。介绍了MnO_x催化剂材料的合成、性质,以及在CO催化氧化、挥发性有机污染物的催化氧化、气体的吸附与分离以及电池的电极材料等应用方面一些最新的研究进展。     

活性炭对丁酮的吸附动力学研究

研究了2种活性炭（木质活性炭和煤质活性炭）对丁酮的吸附,重点考察了活性炭的吸附时间、吸附温度和丁酮载气流量对丁酮吸附的影响,并用准一级、准二级、Elovich和Bangham 4种动力学模型对活性炭在不同温度条件下对丁酮的吸附行为进行了动力学拟合,确定其动力学吸附模型。实验表明：不同的活性炭对丁酮的吸附过程不同;活性炭对丁酮的吸附是一个吸附和解吸同时存在的过程,当吸附速率和解吸速率相等时,该过程达到吸附平衡;随着吸附温度的升高,活性炭对丁酮的饱和吸附量逐渐降低,说明活性炭对丁酮的吸附过程为放热反应;丁酮载气流量对活性炭吸附丁酮达到饱和的时间以及吸附速率有影响,对AC-1的最终饱和吸附量影响显著,对AC-2的最终饱和吸附量没有显著影响。这2种活性炭吸附丁酮最适宜的吸附温度均为303 K,最佳的载气流量为400 mL/min。在不同温度下对活性炭吸附丁酮的过程进行动力学分析,发现Bangham方程计算得到的相关系数R²大于0.99,因此,活性炭对丁酮的吸附动力学方程符合Bangham动力学方程。     

基于动力学过程的固体推进剂降速机理

根据朗缪尔单分子吸附原理和AP分解的质子转移机理,分别在AP晶体界面和气相混合区中确立物质守恒关系,分析了AP在不同分解速率下气相混合区中NH_3和HClO_4的气相分子浓度关系;将其与AP晶体气固交界面的反应强度进行关联,建立了一种能够分析压强变化状态对推进剂燃速影响的动力学机理,并推导了相应的物理过程,通过实验将AP/降速剂(CaCO_3或NH_4C_2O_4)的TG-DSC分析结果与药条燃速结果进行了对比。结果表明,该降速机理能够解释降速剂对推进剂燃速和压强指数的多种作用,CaCO_3能够使AP的热失重分解温度出现一定程度的前移,因此对控制推进剂的高压压强指数有利,而NH_4C_2O_4不具备这种效果。     

壳聚糖-海藻酸钠吸附剂对电镀废水中 Cr( VI) 的吸附性能研究

以天然壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA)为原料,在CaCl2作用下,制备了壳聚糖-海藻酸钠(CS-SA)吸附剂。采用红外光谱仪对CS-SA吸附剂官能团进行表征,表明壳聚糖和海藻酸钠之间产生了静电吸引作用。以含低浓度Cr(Ⅵ)的电镀废水为处理对象,考察了CS-SA用量、吸附时间和pH值对CS-SA吸附性能的影响,同时对吸附动力学进行了研究。结果表明:当pH=6,吸附时间为120 min,CS-SA用量为0.15 g时,离子去除率最高,达到了98.86%;吸附动力学最符合拟二级动力学方程。解吸-再生实验表明,CS-SA吸附剂可以再生使用。     

几种表面活性剂对饱和的H_2S/CO_2介质中Cr13钢的吸附与缓蚀性能

采用浸泡失重法、电化学方法,研究了在50℃饱和的H2S/CO_2介质中Gemini表面活性剂和咪唑啉表面活性剂在Cr13钢上的吸附行为与缓蚀性能。结果表明,所研究的几种表面活性剂均在Cr13钢表面上形成致密的单分子吸附层,且吸附服从Langmuir方程式,表现出优异的缓蚀性能,明显抑制了Cr13钢在50℃饱和H_2S/CO_2介质中的腐蚀;其缓蚀能力排序为:12-6-12型Gemini表面活性剂>16-2-16型Gemini表面活性剂>咪唑啉。此外,当Gemini表面活性剂的浓度达到50 mg/L时,其缓蚀率可达到85%左右。     

原位固化黑荆树单宁对La3+、Pr3+、Nd3+的吸附特性

以富含单宁的黑荆树树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化黑荆树单宁制备吸附材料,研究该吸附材料对轻稀土离子La3+、Pr3+、Nd3+ (RE3+)的吸附特性。实验表明：该吸附材料对La3+的吸附最适宜的pH为5.0左右,对Pr3+、Nd3+的吸附最适宜的pH为5.5左右,此时pH升高或降低,吸附量有较大幅度下降。和pH因素的影响相比较,温度对平衡吸附量影响较小,反应温度为303 K时,原位固化黑荆树单宁对RE3+的吸附效果最好。当RE3+溶液的初始浓度为5.0 mmol·L-1时,在温度为303 K和最适宜的pH条件下,吸附剂用量为0.10 g, 平衡吸附量可达到La3+为217.26 mg·g-1,Pr3+为228.56 mg·g-1,Nd3+为329.76 mg·g-1,其吸附等温线符合Freundlich方程。这种吸附剂对RE3+的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在7%以内,具有很好的一致性。     

抗高温高浓盐酸席夫碱基吡啶季铵盐缓蚀剂的研究

目的 开发环境友好、抗高温耐浓酸的长效缓蚀剂复配体系.方法 采用红外光谱仪对席夫碱基吡啶季铵盐的分子结构进行表征,采用高温高压腐蚀测定仪、吸附等温模型、动力学参数、扫描电镜和量子化学计算,研究了缓蚀剂对N80的缓蚀性能及其吸附机理.结果 在120、140、160℃温度下,随着席夫碱基吡啶季铵盐缓蚀剂(以下简称Shif-PyQA)质量分数的增大,腐蚀速率在低浓度时大幅减小,缓蚀率在低浓度时大幅增加,两者在高浓度时均逐渐趋于平稳.在所测温度范围内,N80在空白溶液中的腐蚀速率远大于在加有Shif-PyQA溶液中的腐蚀速率.随着温度的升高或反应时间的增加,N80的腐蚀速率持续增大,缓蚀率逐渐减小,但减小幅度不大.当温度为120℃、Shif-PyQA质量分数为2％时,N80在20％盐酸中的腐蚀速率为28.77 g/(m2·h),缓蚀率为97.97％;当温度为140℃、Shif-PyQA质量分数为3％时,N80在20％盐酸中的腐蚀速率为37.12 g/(m2·h),缓蚀率为97.71％;当温度为160℃、Shif-PyQA质量分数为4％时,N80在20％盐酸中的腐蚀速率为63.91 g/(m2·h),缓蚀率为96.41％.Shif-PyQA在N80表面的吸附遵循Langmuir等温吸附模型,属于单分子层化学吸附,且N80表面的吸附为自发过程.动力学参数结果表明,添加不同质量分数的Shif-PyQA后,活化能大大增加为74.16～88.43 kJ/mol,属化学吸附.量子化学研究表明,席夫碱基吡啶季铵盐(以下简称PyQ-S)分子可与金属形成多中心的稳定吸附,同时PyQ-S分子接受电子的趋势大于供出电子的趋势.结论 Shif-PyQA在温度为120、140、160℃时,均可达到SY/T 5405—2019中相关指标要求,对N80具有较好的缓蚀作用.