聚乙烯亚胺功能化多壁碳纳米管的制备及对硫化氢气体的吸附性能

采用聚乙烯亚胺(PEI)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行功能化,并用红外、热失重、拉曼对聚乙烯亚胺改性的碳纳米管进行表征,红外光谱和热失重曲线表明聚乙烯亚胺成功键合到多壁碳纳米管上,拉曼光谱中碳纳米管的D/G比(D峰面积比G峰面积)从0.8398变成1.2364,说明碳纳米管的缺陷程度明显增加,这种缺陷的增加是由碳纳米管表面引入了PEI导致的。利用紫外吸收光谱探究聚乙烯亚胺功能化的多壁碳纳米管(MWCNTs-PEI)对硫化氢的吸收及其可逆性。MWCNTs-PEI对硫化氢的首次吸收效率为0.16 mmol/g,2次重复吸收后仍有0.13 mmol/g的吸收效率,说明MWCNTs-PEI能够对硫化氢起到吸收作用并且具有很好的可逆性。

Detecting H2S Gas Concentration by 1,8-Naphthalimides Fluorescent Probe

针对传统硫化氢检测方法灵敏度低的问题,以1,8-萘酰亚胺为荧光基团,基于H_2S的还原性,通过在荧光分子结构上引入具有氧化性的硝基,合成一种可与硫化氢气体发生氧化还原反应生成有荧光响应的小分子荧光探针。该探针本身荧光十分微弱,且荧光峰值在λ=467nm和λ=522nm处。与H_2S反应之后,522nm处的荧光效应消失,467nm处的荧光效应显著增强。测定小分子荧光探针在通入H_2S气体前后的荧光光谱,分析467nm处的荧光强度与气体浓度关系。结果表明:荧光光谱法检测出的H_2S气体浓度与荧光强度之间存在很强的线性关系,相关系数为0.979 3,最低可检测极限可达0.88×10^(-6 )mol·L^(-1)量级。表明基于1,8-萘酰亚胺衍生物的荧光光谱检测法可为油气田H_2S气体浓度的的快速测定提供参考。

聚烯丙基胺的合成、表征及其与硫化氢反应

随着聚烯丙基胺在染整,水处理,气体吸附等领域的广泛应用,聚烯丙基胺的需求越来越大。然而,用烯丙基胺单体直接聚合会存在严重的衰减链转移现象,而无法得到高分子量的产物,用加氢方法制备,实验过程繁琐。本文采用先对烯丙基胺单体进行盐酸化,消除衰减链转移现象,再利用(NH_4)_2S_2O_8和NaHSO_3作为引发剂,对烯丙基胺盐酸盐进行自由基聚合,使用离子交换树脂对聚烯丙基胺盐酸盐进行离子交换处理,获得聚烯丙基胺。对聚烯丙基胺进行红外光谱和核磁结构表征,结果表明红外光谱在997 cm^(-1)处对应的C=C键和945 cm^(-1)处对应的=C–H键消失,说明单体被成功聚合。氢核磁谱图表明C上有3种氢,这与聚合物的结构相对应,也说明聚合物被成功合成。利用紫外光谱,X射线光电子能谱(XPS)和能量散射X射线能谱(EDX)探究聚合物与硫化氢的反应。紫外光谱显示,聚合物与硫化氢反应后,最大吸收峰的波长出现红移,并且强度增加。EDX测试表明与硫化氢气体反应后的聚合物表面存在着硫元素,并且表面硫原子百分率达到4.62%。XPS谱图表明,聚合物与硫化氢气体反应后,存在两种硫元素,经过分析说明聚烯丙基胺与硫化氢气体反应既存在着化学反应过程,同时还有物理吸附的过程。本文采用简单的自由基聚合制备聚烯丙基胺,并将其与硫化氢气体反应,实验表明聚烯丙基胺可以用作硫化氢气体的吸收剂。

丙烯酸树脂改性聚硅氧烷涂膜的合成与表征

聚硅氧烷具有优良的柔顺性、耐高低温性以及表面能低、耐水性好等特点,但其对金属、塑料等的黏结性和成膜性较差。而丙烯酸酯树脂具有优良的黏结性、耐腐蚀性,与塑料等基体具有很好的黏附性。将两者的优点有机结合,制备出性能优异的改性树脂涂膜。结果表明:在75℃条件下,将聚硅氧烷和丙烯酸树脂以1∶2的质量比共混后,加入氨丙基三乙氧基硅烷固化剂,得到改性聚硅氧烷涂膜。对其最终固化产物进行红外、动态机械分析、硬度、亲疏水性的测试分析,表明合成的改性聚硅氧烷涂膜具有优异的物化性能。最突出的是,其涂膜硬度比现有相关文献中的强度均要高出很多。

P(MMA-St)/SiO_2纳米复合材料的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂(KH-570)对纳米二氧化硅(SiO_2)进行有机化处理,然后将其与甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)按一定比例进行原位悬浮聚合,得到甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物P(MMA-St)/SiO_2纳米复合材料。利用傅里叶红外光谱、凝胶渗透色谱仪、热失重分析仪、透射电子显微镜等对纳米SiO_2及复合材料的结构、热稳定性、力学性能及加工流动性进行了分析和表征。结果表明,在保证良好加工性能的前提下,复合材料的热稳定性、力学性能均得到了显著提升,并且纳米SiO_2的加入使聚合物相对分子质量增大,相对分子质量分布变窄。