海藻酸钠/微晶纤维素复合水凝胶对水中甲基橙和亚甲基蓝的吸附性能与机理

以海藻酸钠(SA)和微晶纤维素(MCC)为原料,合成海藻酸钠/微晶纤维素复合水凝胶(SA/MCC),对制备的复合水凝胶进行结构表征,并研究其对水中甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能、模型和机理。结果表明,SA/MCC-20去除MO和MB的最佳pH分别为2和12,吸附模型更符合拟二级模型和Langmuir模型,最大吸附容量可达331.25mg/g、253.31mg/g。通过改变水溶液的pH,MO和MB均可在SA/MCC-20表面实现有效的吸附和解吸从而回收利用。经过5次吸附-解吸循环后,在最佳pH下SA/MCC-20对MO和MB的解吸率仍达91.52%和85.41%。SA/MCC对MO和MB具有较强的吸附能力,吸附机理主要包括静电吸引、范德华力、氢键作用、π-π堆积、孔扩散、孔填充等,并以化学吸附为主,物理吸附为辅。

聚乙烯亚胺改性壳聚糖气凝胶对Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附及机理

以壳聚糖(CS)为基材,戊二醛(GA)为交联剂,聚乙烯亚胺(PEI)为接枝材料,通过冷冻-干燥法制备了一种聚乙烯亚胺改性壳聚糖气凝胶吸附剂(CS/PEI)。对制备的气凝胶进行结构表征,并研究其对水体Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能、模型和机理。CS/PEI-1吸附Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)的最佳pH分别为3、6。吸附动力学和吸附等温线更符合拟二级模型和Langmuir模型,对Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)的最大吸附容量分别为88.69、93.51 mg/g。吸附热力学结果表明,CS/PEI-1吸附Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)是一个自发、吸热、熵增的过程。吸附机理表明,CS/PEI-1吸附Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)的作用主要包括静电吸引、螯合、络合、氧化-还原、孔扩散、孔填充等。

醇溶性疏水交联型丙烯酸酯环保胶黏剂的制备与表征

以乙醇为溶剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联单体,丙烯酸十八酯为长链疏水单体,通过溶液聚合制备了一种丙烯酸酯环保胶黏剂。通过1HNMR,FTIR,GPC,SEM,TGA等对聚合物的结构和性能进行表征与测试。研究了反应时间、反应温度、交联单体和疏水单体的用量以及硬软单体物质的量比对聚合物和膜性能的影响。结果表明,当反应时间为4 h,反应温度为80℃,交联单体含量为1%(占单体总质量,下同),硬软单体物质的量比为2∶1时,聚合物重均相对分子质量为1.286×10^(5),热分解温度为309.3℃,玻璃化转变温度为85.2℃,胶膜硬度达到4H。疏水单体的加入提高了聚合物膜的拉伸强度和疏水性能,与没加疏水单体相比,加入3%疏水单体后,胶膜的拉伸强度提高了184.2%,达到0.79MPa;水接触角提高219.5%,达到78.6°。制备的环保型胶黏剂可用于含沙土壤的固化以及沙画、沙瓶画和浮雕画的固定等。

希夫碱改性Fe_(3)O_(4)杂化材料的制备与表征

将制备的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)-NH_(2)磁性杂化材料依次经过丙烯酸甲酯(MA)、乙二胺(EDA)和水杨醛(SA)的接枝,得到希夫碱改性的Fe_(3)O_(4)杂化材料(Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)-S_(2)),并通过FTIR、XRD、SEM、TEM、VSM对杂化材料的结构进行表征。结果表明,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)-S_(2)材料核壳结构明显,饱和磁化强度为45.9 emu/g。对水溶液中重金属离子的吸附实验结果表明,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)-S_(2)对Hg^(2+)具有选择吸附性,pH=6、45℃条件下,饱和吸附量可达到362mg/g(1.12mmol/g),优于Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)-NH_(2)、均相体系制备的希夫碱改性的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)复合材料(Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)-HO-S)等吸附剂,且在5次循环使用后吸附性能仍能保持89%以上,吸附时间约300 min达到吸附平衡,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型。

长链丙烯酸酯共聚物乳液剥离剂的制备及性能

以丙烯酸十八酯为主要单体,环己烷为溶剂,偶氮二异丁腈为引发剂,合成一种长链丙烯酸酯共聚物溶液。并以失水山梨糖醇脂肪酸酯(Span-80)/脂肪醇聚氧乙烯醚为复合乳化剂,将上述共聚物溶液制备成乳液。将聚合物乳液作为剥离剂加入天然乳胶,对比加入前后天然乳胶的表面张力、成膜时间、胶膜力学强度、吸水率及剥离强度等性能。结果表明,加入聚合物乳液作为剥离剂后,天然乳胶的表面张力由46.7mN/m降低到37.2mN/m。在25℃时成膜时间为15h,平均拉伸强度可达4.225 MPa,断裂伸长率为940.120%,吸水率为12.82%,剥离强度降至0.32kN/m。形成的乳胶薄膜在纸张表面可以完全剥离,且不损害纸纤维。

长链疏水改性苯丙共聚物乳液的合成及固沙性能

以苯乙烯(St)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体,丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为软单体,丙烯酸十八酯(SA)为功能单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(OP-10)和十二烷基硫酸钠(SDS)为复合乳化剂,采用种子乳液聚合,制备了长链疏水改性苯丙共聚物乳液,采用氢核磁共振(1H NMR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)等对共聚物进行表征并研究其固沙性能.结果表明:当乳化剂SDS与OP-10的质量比为1∶1,亲油亲水平衡值(HLB)为27.50时,乳液最稳定,平均粒径为1.423μm,乳液分散指数(TSI)为0.413.丙烯酸十八酯质量分数为3%(占单体总质量的比例)时,聚合物热分解温度约为340℃,胶膜硬度达到3 H,吸水率降低至3.25%,水接触角提高至78.6°.改性苯丙共聚物乳液作为固沙剂使用,当固沙剂固含量(质量分数)为15%、添加量为5 g/cm3时,沙柱的无侧限抗压强度为118.32 kPa、内聚强度为16.53 kPa、内摩擦角为8.68°,沙盘的相对冲刷保留率为98.2%,相对风蚀保留率为100%.

油包水乳液型聚丙烯酰胺的制备及性能研究

以10#机油为油相,丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,通过反相乳液聚合制备了油包水乳液型聚丙烯酰胺PAM-2,研究了乳化剂、引发剂、温度对PAM-2的影响,以及PAM-2的增稠性能和流变性能。结果表明,当乳化剂为1.2%,引发剂为2‰,引发温度为30℃时,单体转化率达到92%,聚合物分子量为8×106。1%该乳液聚合物在清水中黏度为0.51 Pa·s,在50 000 mg/L的矿化水中黏度为0.18 Pa·s,具有优良的剪切稀释性、往复性和粘弹性。