膜阻垢剂及其阻垢机理研究新进展

由于水资源紧缺的问题,反渗透膜处理技术发展迅速。膜阻垢剂因能减缓膜组件的结垢、提高水净化效率,因而被广泛应用于反渗透膜处理技术。常见的膜阻垢剂有磷酸盐类、阴离子聚合物类、阳离子聚合物类以及绿色阻垢剂等,一般认为它们可以通过螯合、分散、晶格畸变等作用或阈值效应阻碍或缓解垢的形成。树枝状聚合物膜阻垢剂具有优异的阻垢性能,与其结构相似的球形聚电解质刷作为一种刷状聚合物膜阻垢剂也在膜处理领域中崭露头角。深入研究新型膜阻垢剂的阻垢机理可为设计开发针对性强、经济环保的高效阻垢产品奠定理论基础。

直接法合成棕榈酰基甲基牛磺酸钠的催化剂筛选和反应动力学

N-酰基氨基酸型表面活性剂具有优良的表面活性、安全性和生物降解性,广泛应用于日化、医药和食品等领域。以棕榈酸和N-甲基牛磺酸钠为原料经直接法合成棕榈酰基甲基牛磺酸钠,对比分析了金属氧化物、金属氯化物和硼酸系催化剂对棕榈酰基甲基牛磺酸钠合成反应的影响,筛选出适宜的催化剂,并进行反应动力学研究。结果表明,2-氯苯硼酸可有效催化棕榈酰基甲基牛磺酸钠的合成反应,当2-氯苯硼酸质量为棕榈酸质量的4%时,棕榈酰基甲基牛磺酸钠的收率达到97.5%,选择性达到98.4%。在棕榈酸过量的情况下,反应活化能为68.0 kJ/mol,指前因子为1.6×10^(10 )h^(−1)。

负性光敏聚酰亚胺的种类及研究进展

由于优异的综合性能,负性光敏聚酰亚胺已成为微电子领域不可或缺的材料,根据负性光敏聚酰亚胺结构和合成工艺的不同,总结了其主要种类和研究进展。随着微电子技术的高度集成化和扇出型晶圆级封装技术的发展,对负性光敏聚酰亚胺材料提出了更高的要求,如更低的介电常数、更低的热膨胀系数和更低的固化温度等。本文进一步介绍了负性光敏聚酰亚胺材料的不同改性方法及其微观作用机制,并对比分析了各类改性方法的优缺点,为高性能负性光敏聚酰亚胺材料的设计开发提供理论基础。

基于科教融合的实验教学探索与实践——以纳米球形聚电解质刷胶体粒子的制备与表征实验为例

为促进轻化工程专业本科生对胶体化学及纳米材料基础知识的理解和运用,将纳米球形聚电解质刷胶体粒子的制备与表征实验引入教学,利用光乳液聚合的方法,合成粒径均匀的聚苯乙烯纳米粒子,并通过光引发聚合的方式在聚苯乙烯纳米粒子表面接枝聚电解质链,制备具有良好稳定性和分散性的纳米球形聚电解质刷胶体粒子。该实验利用动态光散射表征所制备纳米球形聚电解质刷胶体粒子的粒径、分散性及表面带电性等性质及其对盐浓度、pH的依赖性。该实验旨在通过科教融合的形式,强化学生对专业知识的理解和运用,使学生形成严谨规范的科学思维,进而培养具有创新能力的工程科技人才。

纳米药物制备技术与装备及其在纳米农药中的应用

传统农药的长期不合理使用会导致诸多问题,如加剧环境污染、病虫草害抗性增强、资源消耗增加等,严重制约着我国农业的可持续发展。纳米农药具有粒径小、比表面积大、靶向释放等优势,可有效提高农药使用率,改善药物溶解性和叶面黏附性,从而显著提高农药的药效、安全性和经济性。纳米农药是未来农药发展的趋势,具有广阔的应用前景,但其制备技术及工业化放大仍面临着巨大挑战。本文总结了当前常用的纳米药物制备技术,包括乳化技术、微流控技术、超重力技术和纳米沉淀技术,介绍了制备技术原理及装备特点。这将有助于指导纳米农药的规模化生产,对实现可持续农业和全球粮食安全具有至关重要的意义。

正性光敏型聚酰亚胺的研究和应用进展

随着光刻工艺的发展,光敏型聚酰亚胺(PSPI)已成为当下电子化学品领域的研究热点,并且广泛应用于芯片制造领域。文中综述了具备正性光刻功能的正性光敏聚酰亚胺(p-PSPI)近年来的研究与应用进展,介绍了目前各种p-PSPI的结构特点、合成路线、性能指标以及提高其性能的工艺方法。系统分析了功能基团修饰、光敏剂、添加剂等对p-PSPI光刻胶的灵敏度、对比度、分辨率、力学性能、热稳定性等的影响。以低温固化型p-PSPI为实例,介绍了可以在低温下发生亚胺化反应的p-PSPI制备工艺。最后,总结了目前国内p-PSPI产品与世界先进水平间存在的差距。

聚丙烯酰胺水解机理及抑制方法研究进展

聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺自身或与其他单体发生聚合反应形成的一类高分子物质。由于聚丙烯酰胺分子结构中包含酰胺基,容易形成氢键,因此它具有出色的水溶性和化学性质,在油气开采、水处理、制浆造纸、矿物加工、生物和农业等行业中具有广泛的应用。但在聚丙烯酰胺的生产和使用过程中,聚合物的水解会导致产品的物理或化学性质发生改变,使聚合物部分或全部失去原来的功能特性,降低聚丙烯酰胺的应用效果。本文对聚丙烯酰胺的水解机理进行介绍,根据抑制聚丙烯酰胺水解的方式不同,总结了工业领域主要抑制方法,为抑制聚丙烯酰胺水解提高聚丙烯酰胺的应用性能研究奠定了基础。

案例教学法在界面与胶体化学课程中的实践与探索

凝胶是界面与胶体化学课程的核心内容。文章结合国际学术研究前沿,将化学燃料驱动的非平衡态凝胶作为教学案例引入课堂,探索案例教学法的应用。教师从非平衡态凝胶的基本概念和设计原理切入,以碳酰二亚胺驱动的非平衡态聚合物凝胶为例,在课堂上向学生演示非平衡态凝胶的制备方法和结构特征,并讨论非平衡态凝胶的动态调控。该案例教学通过科教融合的方式,让学生掌握专业基础知识并关注相关领域的研究前沿,同时激发学生的学习兴趣,培养学生的创新思维。

丙烯酸类粘合剂在硅负极材料中的应用

随着新能源产业的发展,锂电池的电极材料逐渐成为研究的热门领域。作为负极材料,硅材料具有比传统石墨材料高10倍的理论容量被认为是下一代高能锂电池的电极材料的首选材料。而在实际应用过程中,常规电极粘合剂因体积膨胀等问题,已无法满足硅电极对粘合剂的要求。采用绿色环保,成本更低的工艺对粘合剂进行改性以提高硅电极材料的性能是当前硅负极材料粘合剂研究的重点。基于此,对丙烯酸类粘合剂及其改性方法进行介绍,并对其在硅负极电池材料中的应用和未来研究方向进行了展望。

双环戊二烯在高分子合成和改性中的应用

本文介绍双环戊二烯可发生的聚合反应，及其聚合物的应用。双环戊二烯资源丰富，急待开发。由它制得的聚合物品种多，性能好，可应用的范围广。它在高分子合成和改性中有着广阔的应用前景。

以聚氨酯为粘合剂的聚酯薄膜挠性覆铜箔基板的研制

本文研制了一种聚氨酯粘合剂，并用红外光谱、热失重、差热分析等技术对其固化性能、热稳定性等进行了研究。以此粘合剂为基础，按分析结果确定的工艺条件制得聚酯薄膜挠性覆铜箔基板，并对其剥离强度、耐热性、耐溶剂性进行了测试。结果表明：该聚酯薄膜挠性覆铜箔基板综合性能优良，成本低，可望投入工业生产。

新型温敏超滤膜处理印染废水的研究

印染废水中含有大量有机染料和重金属等物质,对生态环境及人类健康产生了严重的危害。以聚(N-异丙基丙烯酰胺)@聚苯乙烯(PNIPAM@PS)球形聚合物刷为主体,Cd(OH)2纳米线作为牺牲层,聚碳酸酯(PC)膜为支撑层,经简单过滤制备得到对温度有响应性的高分子超滤膜。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、动态光散射仪(DLS)及水接触角测量仪对其进行表征,结果表明该超滤膜表面由PNIPAM@PS球形聚合物刷构成,其表面平整,结构规则,且具有良好的温度响应性。随后考察了PNIPAM@PS超滤膜对有机染料(甲基蓝和罗丹明B)和Cd Se重金属颗粒的过滤效果,并通过紫外分光光度计(UV-vis)、原子荧光光谱仪(PL)等对其进行表征。结果显示,随着PNIPAM链增长、PS核粒径减小、实验操作压力增大,超滤膜的过滤效果显著改善。同时超滤膜的孔径可以通过温度实时调节,当环境温度高于PNIPAM链的LCST时,超滤膜的孔径较大;温度降低,超滤膜的孔径变小。PNIPAM@PS超滤膜的孔径可调节性使其在废水处理中有着广泛的应用前景。

环糊精包合作用组装大分子网络

利用环糊精的包合作用可以组装构筑大分子网络体系。这种独特的组装方法交联模式简单、交联度易于调控,得到的网络体系既能为聚合物的缔合理论提供理想的实验模型,又能广泛用于黏度调节和药物控释。环糊精的独特结构及对多种客体分子的包合作用使其近年来成为分子组装研究的热点。本文综述了以环糊精包合作用构筑大分子网络的研究进展,分别介绍了链状大分子组装交联和环糊精分子管道结晶缔合这两种方法。

从ABET认证看中国化工高等教育

伴随着中国高等教育的跃升式发展,国内化学工程领域的高等教育取得了长足进步,培养的化工类人才数量大幅增加,但高质量、高水平、国际化的化工行业人才依然相对短缺。我国化学工业的发展客观上要求化工高等教育培养大批高素质、创新型、具有国际视野的优秀人才。本文根据华东理工大学化学工程与工艺专业接受并顺利通过ABET认证过程的体会,探讨了中国化工高等教育当前的问题和今后的发展方向,建议中国化工高等教育应更加关注学生,进一步树立以学生为本的理念,推动课程体系改革和专业内涵建设,重视安全意识和责任意识的培养,提升化工高等教育的总体水平。

聚甲基丙烯酸/Laponite纳米复合水凝胶的制备及其黏接性能

采用甲基丙烯酸(MAA)在黏土Laponite纳米粒子表面原位聚合,制备了一种透明且对亲水和疏水表面均具有良好黏接性能的纳米复合水凝胶,并采用实验室自制的Johnson-KendallRoberts(JKR)表面能测量仪结合流变性能以及180°剥离强度测试,从微观和宏观相结合的角度系统地研究了此类水凝胶的黏接性能。研究结果表明聚甲基丙烯酸/Laponite纳米复合水凝胶是一种理想的假牙黏合剂材料。

苯炔与Mannich碱反应制备稠合四氢喹啉

苯炔是一种高活性反应中间体,在有机合成化学和天然产物的合成领域有着广泛的应用。本文采用活泼的苯炔前体与Mannich碱构建稠合的取代四氢喹啉环。实验结果表明:苯炔前体和Mannich碱比例为1∶1.5,KF为氟源,18-冠-6为添加剂,乙腈为溶剂,室温下反应2 h条件下可得到最优的产率;共制备15种稠合取代四氢喹啉,产率在23%-70%之间。其反应机理可能是:钾离子与18-crown-6相络合,使氟离子游离,从而进攻苯炔前体中的三甲基硅基,进行1,2消除反应,原位生成苯炔;Mannich碱中的氮原子进攻苯炔的三键进行亲电加成反应,同时苯炔三键的另一端对羰基碳原子进行亲核加成,从而得到稠合四氢喹啉产物。

一种快速可控制备纳米粒子的新方法——瞬时纳米沉淀法研究进展

由表面活性剂自组装包裹功能性物质而形成的稳定纳米粒子具有独特而广阔的应用前景。传统的制备方法大都基于热力学平衡组装来实现,存在制备时间长、纳米粒子的尺寸及分布不易调控、装载率不高等问题,而瞬时纳米沉淀法是一种通过动力学控制的强化组装制备纳米粒子的新方法,其制备时间短、粒径易于调控、尺寸分布窄、装载率高,十分适合于快速可控地制备功能性纳米粒子。本文对瞬时纳米沉淀法制备的功能性纳米粒子及其应用研究进展进行了综述。

瞬时纳米沉淀法调控纳米结构及其在农业上的应用

农药的减量增效是近年来农药领域的关键问题,使用纳米载体技术将农药制成纳米农药为解决这一难题提供了新思路。不同于大多数基于热力学平衡组装的纳米载体技术,新兴的瞬时纳米沉淀法基于动力学控制原理、通过化学工程上的流体湍流混合方式制备纳米材料。这种方法不仅具有载药率高、制备时间短、易于放大与连续化生产等特点,还可以系统地调控纳米微观结构,如形貌、内部结构、表面结构等,为纳米材料在农药领域进一步的高效和低毒利用提供帮助。本文综述了瞬时纳米沉淀法在纳米结构调控及农业上的应用。

化工专业全英语教学人才培养模式的构建与实践

为适应经济全球化和科技革命的挑战,践行国家“一带一路”倡议,高等教育国际化已成为当代教育发展的必然趋势。我校自2018年起招收化工专业全英语授课的来华留学生,在国际国内认证背景下,基于美国ABET认证标准,确定了全英语授课专业的培养目标、毕业要求和与之相适应的课程体系。在此基础上,进行了一系列教学改革,如师资队伍、全英语教材、与信息技术的深度融合、多维实践教学平台和多样化教学模式构建,全英语课程同时惠及国内学生和国际学生,着重培养学生的国际化能力、自主学习能力、创新能力和实践能力。由测评结果初步表明,全英语授课受到了学生的普遍肯定。文章内容可为类似的全英语授课专业建设提供指导。

H级改性马来酰亚胺树脂有溶剂浸渍漆的研究

本文通过在马来酰亚胺树脂刚性主链上引进柔性链分子，改善树脂的柔韧性，制得了H级有溶剂浸渍漆。测试该漆的常规性能，并用红外吸收光谱、差热分析、热失重分析等方法初步研究了改性树脂的结构与性能的关系。