KHA/CTS/AA水凝胶型吸附剂的制备及对亚甲基蓝的吸附研究

以丙烯酸(AA)为单体,腐植酸钾(KHA)和壳聚糖(CTS)为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N-亚甲基丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备出KHA/CTS/AA水凝胶型吸附剂。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和物理吸附仪等对吸附剂的形貌、结构进行表征,通过吸附热力学和动力学对吸附阳离子染料亚甲基蓝(MB)的过程进行了研究。结果表明:KHA/CTS/AA对MB的吸附量随着初始质量浓度增大而提高,随着pH的升高先增加后逐渐减小,吸附量随着温度的升高而增加。KHA/CTS/AA用量为50mg,MB溶液为100mL,MB初始质量浓度为1050mg/L,pH=5,温度为318K时,吸附量达到最大值880.246mg/g。KHA/CTS/AA对MB的吸附符合Lagergren准二级动力学方程和Freundlich吸附等温模型。热力学分析结果表明,KHA/CTS/AA对MB的吸附机理主要包括静电引力、氢键、范德华力、离子交换等方式。

KHA改性不同纤维素型多孔吸水海绵基质的制备及性能研究

以腐植酸钾(KHA)、甲基纤维素(MC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羧甲基纤维素(CMC)等为主要原料,通过磁力搅拌法和冷冻干燥技术制备得到KHA/MC、KHA/HPMC、KHA/CMC三种海绵基质材料。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了表征,并考察了三者对自来水的吸液倍率、保水性及耐酸碱性。结果表明:3种海绵基质形成互穿交联网络,KHA/CMC的网孔结构较前两者均匀致密;KHA/MC、KHA/HPMC、KHA/CMC在2.5 h后的饱和吸自来水率分别为207.9,230.1,292.1 g/g,40℃下、18 h后的保水率分别为27.9%,35.4%和59.6%,说明KHA/CMC型海绵基质具有较好的吸水保水性;KHA/CMC在pH=5~8的范围内吸水倍率都大于200 g/g,pH=7的时候达到最高吸水率279.7 g/g,均高于其他两种合成材料,说明KHA/CMC受pH的影响不太显著。

两种水溶性植物提取物及其残渣/PE复合材料的性能研究

将天然植物黄芩、虎杖提取物以及提取干燥后的残渣纤维分别与聚乙烯(PE)共混,制备了黄芩、虎杖提取物/PE,黄芩、虎杖残渣/PE复合材料.研究了各种复合材料的表面形貌、断面形貌、亲疏水性、热性能、力学性能及抗菌性能.结果表明,黄芩和虎杖提取物赋予了PE染色功能性,添加比例较小时在PE中分散较均匀,而其残渣以纤维状镶嵌在PE当中起到连接基材的作用.黄芩、虎杖提取物/PE复合材料的亲水性高于残渣/PE复合材料,而热性能、力学性能略低于残渣/PE复合材料.两种提取物/PE复合材料失重5%时的热失重温度均在300℃以上,而残渣/PE复合材料在小比例添加时热性能还高于基材本身.残渣纤维的添加使得PE的力学性能在小比例添加时能够作为增强材料使用,扩大了其应用范围.黄芩、虎杖提取物/PE复合材料具有显著的抑菌作用.

花生壳提取物及其复合材料的制备与性能

利用响应曲面法的中心组合设计优化超声提取花生壳中黄酮类物质的提取工艺,建立了提取率与提取时间、提取温度、旋蒸温度、液固比的二次多元回归模型。结果表明,当提取时间为1.5 h,提取温度为50℃,旋蒸温度为50℃,液固比为15,在此条件下的提取率最高可达8.05%。将所得提取物与可生物降解材料聚丁二酸丁二酯(PBS)共混制备复合材料,研究了提取物对复合材料结晶性能、热性能、力学性能的影响。结果表明,花生壳提取物的添加改变了PBS的晶型,增强了PBS材料的热稳定性,但使得复合材料的力学性能下降;花生壳提取物添加比例较大时还可起到成核剂的作用。

大黄提取物/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的分子动力学模拟及抗菌性能

从大黄(Rheum palmatum L.)中提取染色抗菌有效成分,并与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合,制备双功能性大黄提取物/聚丁二酸丁二醇酯(RPLE/PBS)复合材料。采用Materials Studio(MS)软件对复合材料的界面作用进行了分子动力学模拟,研究了RPLE与PBS界面作用对复合材料性能的影响。复合材料红外光谱显示大黄提取物与PBS产生了分子间相互作用。MS模拟说明大黄提取物中的-OH与PBS酯基作用形成了静电能、氢键2种非键合作用,从而使得复合材料的界面结合作用增强。复合材料的热性能较PBS显著提高,力学性能呈现先增大后减小的趋势,降解速率同样高于PBS,均说明了分子间非键合作用对性能的影响。随着大黄提取物添加量的增加,未与PBS发生相互作用的提取物使得复合材料的有效抗菌单元增加,抗菌作用更强。

PBS/石榴皮提取物复合材料的界面作用及其双功能性

对废弃资源石榴皮进行资源再利用,从中提取有效染色、抗菌成分,并与聚丁二酸丁二酯(PBS)复合,制备双功能性PBS/石榴皮提取物(PGL)复合材料。利用傅里叶变换红外光谱对复合材料进行了分析,采用Materials Studio软件对复合材料的界面作用进行了分子动力学模拟,探讨了PGL用量对复合材料耐摩擦色牢度、抗细菌率的影响。结果表明,PGL在共混过程中没有与PBS发生化学反应,但两者形成了静电能和氢键两种分子间非键合作用力,使得复合材料具有一定强度的界面作用。PGL质量分数为1%～7%时,复合材料的耐摩擦色牢度基本得到保持,表明PGL中的染色成分与PBS存在一定的分子间界面作用,为分子动力学模拟结果提供了证明。PGL质量分数为1%时,复合材料对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抗细菌率均达到了90%以上,具有了抗菌能力;随着PGL用量的增加,复合材料的抗菌能力逐渐提高,当PGL质量分数超过7%后,复合材料对两种细菌的抗细菌率均达到99%以上,具有强抗菌作用。