PVA/PAM/TM水凝胶的制备及其对染料和氨氮废水的吸附性能

为解决酸性品红染料和氨氮对水资源污染的问题,将绿色环保的无机矿物电气石(TM)粒子通过共混的方式加入到聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶中,制备了一系列PVA/PAM/TM水凝胶,并探究了TM含量对PVA/PAM水凝胶去除染料和氨氮废水以及净化水质性能的影响。结果表明:与PVA/PAM水凝胶相比,负载TM质量分数为2.0%时,水凝胶的水接触角从60.6°降低到41.9°,拉伸强度从1.01 MPa增加到1.05 MPa,说明在PVA/PAM水凝胶中掺入电气石可以提高水凝胶的亲水性和力学性能;并且发现P-TM_(2.0%)水凝胶具有66.90%的酸性品红染料去除效率和72.91%的氨氮废水去除效率;同时,PVA/PAM/TM水凝胶中的TM与水接触时,也能改善水质,净化水体,水体的pH值和电导率分别从5.95、2.38μS/cm提升到7.04和10.03μS/cm。

金属离子及羧基单体对PAM水凝胶性能的影响

将丙烯酰胺(AM)与羧基单体共聚,并浸泡在阳离子溶液中制备了一系列双网络水凝胶。采用SEM、FTIR以及TGA表征了水凝胶的微观结构以及离子键强度,借鉴橡胶弹性理论计算了水凝胶的有效交联密度和有效交联点间的相对分子质量,利用电子拉力机考察了金属离子和羧基单体对水凝胶拉伸强度的影响。结果表明,单网络水凝胶网络结构不均匀,强度仅为3.3kPa;Ca^(2+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)与羧基双齿配位,水凝胶强度提高至43、54、22 kPa;Fe^(3+)与羧基三齿螯合,网络结构最致密,拉伸强度高达6123 kPa。此外,AM与衣康酸和丙烯酸共聚所得水凝胶强度均大于4.0 MPa,而与马来酸共聚仅为1.0 MPa。Fe^(3+)的引入不仅提高了水凝胶的力学性能,还赋予了水凝胶自愈合性能,愈合后的水凝胶抗拉强度可达130 kPa。

保水剂和PAM对人工土壤颗粒水分蒸发的影响

合理的保水剂和聚丙烯酰胺(PAM)用量能够减缓土壤水分的蒸发,增加土壤水分有效量,对干旱地区或者土壤缺水条件下的植物生长具有重要作用。通过模拟试验,分别从累积蒸发量、含水率变化及蒸发失水比等方面进行分析比较,定量研究了保水剂与PAM用量对人工土壤颗粒水分蒸发的作用规律。结果表明:保水剂和PAM对蒸发确有抑制作用,随着PAM用量的增加,累积蒸发量和蒸发失水比均呈现降低趋势,其中PAM用量为2 g/m2的处理水分蒸发量最小,保水效果最好;而随着保水剂用量的增加,累积蒸发量与蒸发失水比呈现先增加后减少的趋势,当保水剂用量超过175 g/m2后对蒸发的抑制作用开始显现。

PAM水凝胶制备及溶胀性能研究

文中介绍了以Ca CO_3为致孔剂制备多孔聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶的方法及条件,并对制备的聚丙烯酰胺水凝胶进行扫描电镜表征,采用黏度法测定了不同反应时间下线性聚丙烯酰胺黏均分子量的大小。改变Ca CO_3用量、Ca CO_3粒径、交联剂用量以及反应时间,通过扫描电镜观察了溶胀水凝胶内部的孔洞结构,比较、分析了不同条件下得到的水凝胶的孔洞差异,研究了水凝胶溶胀速率及平衡溶胀率的变化规律。结果表明,致孔剂Ca CO_3的加入可显著提高PAM水凝胶的溶胀性能,交联剂用量越大,平衡溶胀率和溶胀速率越低。

PAM-PAA microgel inverse opal photonic crystal and pH response

The colloidal crystal template or opal with a closed-packed face-centered cubic （fcc） lattice was prepared from monodisperse polystyrene （PS） spheres by vertical sedimentation. The template provided void space for infiltration of monomer precursor composed of acrylate acid, acrylamide and ammonium-persulfate, as well as microgel from the subsequent copolymerization. The sample was immersed in dimethylbenzene for completely removing PS spheres to form PAM inverse opal hydrogels （IOHPAM） or PAM/PAA inverse opal hydrogels （IOHPAM/PAA） photonic crystals. The PS spheres were replaced by air spheres, which interconnected each other through the windows. The study of responses to pH show that there are two peaks for both IOHPAM and IOHPAM/PAA films, but the IOHPAM/PAA peaks shift to higher pH, and the peaks are independent with the AA content.

辐射合成聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠及其共聚物水凝胶微观结构的扫描电镜研究

用６０Ｃｏ－γ射线辐射合成了低交联度的聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠及丙烯酰胺－丙烯酸钠共聚物水凝胶，用扫描电子显微镜研究了水凝胶经过丙酮脱水的干态试样的微观结构特征。发现聚合物中丙烯酰胺与丙烯酸钠单体单元的比例对其微观结构影响很大，并且从聚合物链段之间存在氢键和静电排斥这两种对立作用力相对强度的角度，定性地阐述了各水凝胶微观结构之间的差异。

基于微流控技术合成单分散聚丙烯酰胺微球

采用T型微流控芯片产生单分散液滴技术制备了尺寸均匀的交联聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶微球,考察了芯片中分散相和连续相压力与液滴尺寸的关系,以及丙烯酰胺单体、交联剂和引发剂用量对PAM水凝胶溶胀能力的影响。结果表明,通过调节芯片中连续相和分散相的压力可以获得直径为5~25μm的单分散液滴;PAM微球的体积溶胀能力随引发剂量增加而增强,随单体或交联剂量增加而减弱;当交联剂加入量为单体质量的0.06%时,PAM微球在水中溶胀后的体积是干燥状态下的40倍;交联剂可实现大范围调控PAM水凝胶微球的溶胀能力。