功能高分子纳米材料的制备及其催化性能

将两种具有不同结构的共轭高分子聚糠醇-苯酚(PFP-0)及聚对苯撑(PPP-0)分别在一定条件下热活化处理后,成功地用作为染料废水处理催化剂PFP及PPP;利用DTA-TG、TEM、FT-IR、UV-Vis等技术对样品进行了表征.结果表明,PFP及PPP在自然光照射及空气氧存在的温和条件下,很短时间内就能使染料亚甲基蓝(MB)几乎完全脱色降解和大部分矿化;材料共轭结构对其稳定性能有较大的影响;横向比较分析发现,极性基团的存在,对材料的催化性能有重要影响.

功能高分子PSB纳米材料的制备及其催化性能

将共轭高分子聚西弗碱PSB,经适当条件热活化处理后成功地用作染料废水处理催化剂。利用DTA-TG、TEM、FT-IR、UV-Vis、COD等测试技术对样品结构及催化性能进行了表征。结果表明,所得材料在自然光照射及空气氧存在的温和条件下,几分钟内就能使染料亚甲基蓝(MB)几乎完全脱色降解,矿化度达到65.7%,而且所得材料具有很高的稳定性,可被重复使用9次以上。材料共轭性主链结构和C N、C O等极性基团的存在,是其表现优良催化性能的主要影响因素。

可控自由基聚合技术在合成高分子材料中的应用

简要介绍了可控自由基聚合的概念和聚合原理,综述了可控自由基聚合技术在线型聚合物、接枝聚合物、支化聚合物以及无机/聚合物复合材料制备中的研究进展,展望了其未来的研究方向。

坡缕石/多羟基树状高分子复合材料的制备及性能

以Na BH4还原水杨醛席夫碱修饰坡缕石为核,采用发散法通过与三聚氯氰、4-氨甲基哌啶、水杨醛、Na BH4还原的重复反应制备了1.0~2.0 G多羟基树状高分子/坡缕石复合材料,利用红外光谱、元素分析、热重对复合材料结构进行了表征,扫描电子显微镜测定了复合材料的外部形貌。吸附实验表明：该复合材料对废水中有机酚、重金属离子的吸附能力优于坡缕石原土,10 mg第二代树状高分子/坡缕石在293 K,对初始质量浓度是50mg/L的对硝基苯酚、对苯二酚、Pb（Ⅱ）的吸附量分别是35.3、34.02、44.8 mg/g,吸附动力学拟合结果符合拟二级动力学方程。

共轭高分子改性TiO2在自然光下催化降解亚甲基蓝水溶液

采用原位分步法制备了TiO2/共轭高分子(CPFA)纳米复合催化剂。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物研究了该催化剂的催化性能,并探讨了热处理温度、复合微粒中TiO2含量等因素对催化活性的影响。结果表明,CPFA的掺杂极大地提高了TiO2的催化活性。在自然光条件下,2 min即可将MB完全脱色并降解。当热处理温度为460℃、TiO2的质量分数为42.48%时,复合催化剂对MB的降解效果最好,且重复利用3次后对MB的脱色率依然可达90%以上。TEM观察表明,原位分步法在合成该类纳米复合材料方面是成功的;所合成的复合微粒的平均粒径为26 nm,且在无水乙醇中分布均匀。XRD分析表明,复合催化剂中的TiO2呈混合晶型,其中金红石晶型的含量约为79%。

高分子负载聚季鏻盐的制备及其催化CO_2与环氧化物环加成

制备了基于季鏻盐的离子液体单体,通过表面引发原子转移自由基聚合在氯球表面接枝了聚离子液体,对所得接枝聚离子液体氯球的结构和性能进行了热重分析和红外表征,并考察了不同条件下氯球负载聚季鏻盐催化CO2与环氧化物环加成反应的活性.结果表明,最佳条件为:CO2压力5MPa,环氧氯丙烷3mL,反应时间14h,反应温度150℃,反应催化剂用量0.1g,生成环碳酸酯的产率可达96.2%,选择性高于99%.对催化剂的重复使用性考察表明,重复使用5次后,催化活性没有明显降低.对氯球负载聚季鏻盐催化CO2环加成反应的机理进行了初步探讨.

胞外生物高分子絮凝剂结构组成与絮凝机理研究

通过研究胞外生物高分子絮凝剂(BF SVI-SD)的成分与结构,探讨了微生物絮凝剂的絮凝机理。首先采用双缩脲反应、茚三酮反应、蒽酮比色法、Molisch反应、紫外吸收光谱、红外吸收光谱和扫描电镜等方法研究了胞外生物高分子絮凝剂BF SVI-SD的成分与结构。发现絮凝剂BF SVI-SD的主要成分为多糖,结构中含有大量羟基和羧基。高分子链以聚集态形式存在,呈现较疏松的纤维状结构。同时,分析了微生物絮凝剂对淀粉废水和生活污水处理及毒性试验结果,提出了絮凝机理。由于该絮凝剂是一种极性大分子,与水中有机物颗粒之间存在范德华力,和质点之间以离子键、氢键形式结合,通过吸附架桥作用形成絮凝体。

超高分子量聚乙烯聚合催化体系及制品加工技术研究进展

论述了超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)的几种常见聚合工艺及其催化剂体系,详细阐述了传统Ziegler-Natta催化剂及新型催化剂的作用机理,最后概述了几种常见的PE–UHMW制品加工技术及应用现状。

废弃生物质材料的高附加值再利用途径综述

现代工业的发展在促进人类社会物质文明繁荣的同时,导致了大量生物质资源的浪费。随着环境、能源等问题日益突出,废弃生物质资源的再利用研究越来越受到关注。该文在介绍废弃生物质材料丰富来源与传统处理方法的基础上,根据近几年的研究现状及发展趋势,就其循环利用途径进行了详细综述。废弃生物质材料主要来源于农业生产废弃物、农副产品与食品加工废弃物、林业与城市绿化废弃物及生活垃圾。废弃生物质材料的处理已经从传统方法(包括燃烧法、饲料化、肥料化与基质化处理),逐步走向能源化、生态化、材料改性,以及制备基于生物炼制技术的新型生物基功能与智能材料产品。总之,以废弃生物质材料为主要原料,开发新型基质与功能材料是发展趋势。

Fe^3＋掺杂TiO2光催化纤维材料的制备及表征

以棉花纤维为模板制备了一系列Fe3+掺杂的、具有中空纤维结构的TiO2光催化材料(Fe3+/TiO2),利用热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、zeta电位、红外光谱(IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同Fe3+掺杂量的样品在太阳光下的光催化性能.结果表明,用模板法制备的Fe3+/TiO2中空纤维结构材料表面存在大量纳米微粒(平均尺寸约12nm);Fe3+可能均匀分散于锐钛矿结构的TiO2中,部分取代Ti4+的晶格位置,既拓宽了TiO2的光谱响应范围,又形成了TiO2晶体结构的缺陷,使其表面带负电荷.在太阳光条件下,该纤维结构材料较纯TiO2对MB溶液具有更好的光催化脱色降解效果,且Fe3+的掺入量显著影响该纤维材料的催化性能;当Fe3+掺杂量为0.15%(w),在500℃焙烧2h所得中空纤维材料的催化性能最好,2h即可使MB溶液的脱色降解率达93%;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除.因此,以该模板合成法,通过Fe3+的掺杂有望使TiO2成为一种低或无能耗、高活性的绿色环保型催化材料.

天然高分子复合羟基磷灰石材料的制备与应用

羟基磷灰石(HA)是人类与动物骨骼中主要无机物组成成分,因其具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导作用,作为新型合成生物材料已应用于骨组织的修复与替代技术。本文在介绍HA主要制备方法(如:沉淀法、乳液法、水热反应法、溶胶-凝胶法、机械化学法、固态合成法、水解法、超声化学法、热解法、模板法和电沉积法等)和应用的基础上,重点综述了各类天然高分子与HA复合材料的制备及应用研究进展。天然高分子,如:纤维素、淀粉、甲壳素、壳聚糖、蛋白(包括胶原蛋白、明胶、角蛋白、丝蛋白和植物蛋白)等,与HA复合后制备的天然高分子复合羟基磷灰石材料,在保持其生物相容性的同时,又能改善复合材料的机械性能与生物活性,使其可用于医用材料、载体材料和吸附分离材料。最后,本文指出为了满足生物体内的特殊环境(如强的韧性、与骨生长速度匹配性能等)及不同领域的要求,天然高分子复合HA材料需要发展的方向。

磁性TiO_2/CoFe_2O_4纳米复合光催化材料的制备

以磁性CoFe2O4为核,采用改进的溶胶-凝胶法,制备了磁性TiO2/CoFe2O4纳米复合光催化材料。利用VSM(振动样品磁强计)技术对其磁性能进行了研究,结果表明:由该法所得的TiO2/CoFe2O4纳米复合光催化材料的饱和磁化强度虽稍弱于纯CoFe2O4纳米材料,但其矫顽力则优于CoFe2O4。TEM、XRD、UV-Vis等的结果表明,该纳米复合材料中的TiO2为锐钛矿结构;与TiO2相比,纳米复合材料对光的吸收拓展到了整个紫外-可见区,且吸收强度大大增强。对染料废水光催化降解的模拟研究表明,该复合材料在紫外光下,6h可以使亚甲基蓝染料溶液的脱色率达95%,且重复使用3次时染料溶液的脱色率仍能保持在90%,明显优于纯TiO2。

界面聚合法制备PANI／TiO2纳米复合纤维材料

采用界面自组装聚合的方法,成功地制备出PANI/TiO2纳米复合纤维材料,采用TEM,FTIR,XRD及TG等技术对其形貌、结构及热稳定性能进行了表征,并考察了苯胺单体浓度、TiO2的活化与否对复合材料形貌的影响.结果表明,TiO2的活化处理是影响该复合材料形貌的主要因素,活化处理后的TiO2能进入PANI纳米纤维的内部,且分散得更加均匀;PANI/TiO2纳米复合纤维的直径随着苯胺单体浓度的增加而增加.同时,TiO2的加入改善了PANI的耐热性能.采用该法合成的纳米复合材料具有合成条件温和、易于控制、纯化简单、省去了使用模板/消除模板的过程及能够一步得到大量产品等许多优点.

Fe_2O_3/聚糠醛纳米复合材料的制备及光催化性能

以Fe(NO3)3·9H2O和糠醛(FD)为原料,通过聚合-热转化两步法制备了Fe2O3/聚糠醛(PFD)纳米复合材料,用TEM、XRD、XPS和UV-Vis等技术对其尺寸、结构及吸光特性等进行了表征。在自然光、室温条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的催化脱色降解为模型反应,考察了其光催化性能以及热转化温度对催化性能的影响。结果表明,利用该法可以得到纳米级的、相间以强相互相用结合的有机-无机复合材料Fe2O3/PFD,该纳米材料对紫外-可见区的全程光波有强的吸收;热转化条件对复合材料的结构、催化性能等有很大影响,在300℃下处理35min所得的纳米复合材料在自然光条件下具有最佳的催化性能,25min即可使MB溶液完全脱色,并且重复使用3次仍可使MB溶液的脱色率保持在75.0%以上。而在相同条件下,纳米Fe2O3仅能使MB的脱色率达到5.8%。

Zn(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Co(Ⅱ)与3,5-二硝基苯甲酸-咪唑三元超分子配合物的合成、晶体结构及性质

在水和甲醇混合溶液中合成了3个配合物[Zn(DNBC)2(Im)2](1),[Cu(DNBC)2(Im)(H2O)](2)和[Co1.5(DNBC)4(Im)(CH3OH)(H2O)2](3)(DNBC=3,5-二硝基苯甲酸,Im=咪唑),并对其进行了表征,利用单晶X射线衍射仪测定了3个配合物的晶体结构.结果表明,配合物1中的Zn原子为四配位,具有扭曲的四面体构型,通过分子间氢键及范德华力形成了三维网状的超分子框架结构.配合物2中金属铜原子为五配位,分别与4个氧原子和1个咪唑氮原子配位,形成扭曲的四方锥体,再通过羧基和硝基与金属铜的连接形成了一维"Z"字链状结构.配合物3的空间群为P21/n,a=1.20876(7)nm,b=2.63287(16)nm,c=1.36466(9)nm,V=4.3045(5)nm3,Z=4,F(000)=2166,Co…Co原子之间的距离为0.3587 nm.在配合物3中,具有八面体配位构型的Co(Ⅱ)离子与μ-OH2组成的三核金属钴通过氢键与相邻的三核金属钴连接,Co(Ⅱ)离子与μ-OH2形成一维"Z"字链,并且配合物的空腔中包含未配位的咪唑和甲醇分子.配合物3的磁学性质测试表明,三核金属Co(Ⅱ)之间存在着反铁磁交换作用.

多孔炭材料的制备及在废水处理中的应用研究进展

以微孔炭、介孔炭及大孔炭为代表的多孔炭材料,因其三维多孔结构和良好的热稳定性而具有优异的吸附性能,其主要制备方法有活化法、软硬模板法等。在介绍了三种多孔炭材料制备方法与特点的基础上,综述了多孔炭材料作为吸附剂在重金属离子废水、染料废水和其他废水处理中的应用研究进展。

太阳光活性的ZnTiO_3/TiO_2纳米复合催化材料的制备及其表征

通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了ZnTiO3/TiO2纳米复合光催化剂,利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)和ζ电位等技术进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的降解为模型反应,考察了煅烧条件对复合材料光催化性能的影响。结果表明:600℃下焙烧3 h时所得样品具有最佳的光催化效果。如太阳光下7 h可使MB溶液的脱色降解率达92.9%,而TiO2的催化脱色率仅为68.9%;该催化剂还具有良好的稳定性能,重复使用5次后仍能保持MB溶液的脱色降解率在80%以上,且该催化剂易于离心分离去除。样品的结构缺陷-氧空位和TiO2-ZnTiO3相结与其催化性能有密切关系。

NiO/还原氧化石墨烯的溶剂热合成以及作为高循环稳定性超级电容器电极材料的性能表征

通过简单的溶剂热法以及其后续热处理过程,制备了NiO纳米花和NiO/还原氧化石墨烯(rGO)复合物。在NiO/rGO复合物中,rGO作为基底生长NiO,与此同时,NiO则有效的避免了rGO的团聚。采用热重分析(TG)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线衍射对样品的成分、形貌和结构进行了表征。NiO/rGO复合物(NiO和rGO的质量比为82.7∶17.3)电极呈现优异的电化学性能。在1 A/g时,初始比电容为514.9 F/g,当材料完全活化后,其比电容高达600 F/g。同时,在电流密度为10 A/g时,相比于1 A/g时的比电容保持率为83.5%。此外,该电极材料具有非常优异的循环稳定性,6000次循环后电容衰减率为7.4%。表明所制备的复合物是一种有应用价值的超级电容器电极材料。

超分子配位聚合物[Na(2-EtIMDC)(H2O)2]的合成、晶体结构及性能研究

在水和乙醇的混合溶液中快速、方便地合成了一种双羧酸咪唑衍生物的碱金属配合物[Na(2-EtIMDC)(H2O)2](2-EtIMDC=2-甲基咪唑-4,5-二羧酸).用元素分析、红外光谱、热重分析对其进行了表征,单晶X射线衍射测定了配合物的晶体结构.结果表明,此配合物属于正交晶系,Ibam空间群,晶胞参数a=1.446 0(5)nm,b=1.755 6(7)nm,c=0.653 3(2)nm,V=1.658 6(11)nm3,Z=8,F(000)=864;配合物通过分子间氢键和π-π相互作用自组装成了三维超分子网状结构;配合物在167℃前保持稳定;配合物对油菜籽幼苗的生长具有明显的促进作用,其效果优于配体和2,4-D.

辉光放电等离子体引发聚合制备聚丙烯酸/凹凸棒超强吸水材料及性能研究

以丙烯酸(AA)和凹凸棒土(ATP)为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用辉光放电等离子体引发聚合法在水溶液中一步制得了聚丙烯酸/凹凸棒(PAA/ATP)高吸水性复合材料.考察了放电电压、交联剂用量、单体浓度及凹凸棒土含量对树脂吸水率的影响,并用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、原子吸收光谱(AAS)和热重分析(TGA)表征了复合材料的结构、形态和性能.结果表明,在最佳条件下,复合材料性能良好,吸水率达1 281 g.g-1,对Cu2+的吸附量达到98.93 mg.g-1.