环糊精超交联聚合物纤维顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法分析植物油中的邻苯二甲酸酯

邻苯二甲酸酯(PAEs)因具有改善塑料柔软性和柔韧性的特性而被作为增塑剂广泛应用于各种食品包装材料,然而,其对人类健康的重大危害使得建立准确的分析方法显得至关重要。为了解决油性基质样品前处理费时费力的问题,我们开发了一种基于顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱(GC-MS)检测的分析方法,用于快速检测植物油基质中的12种PAEs。将苄基化环糊精超交联聚合物(BnCD-HCP)涂敷在不锈钢纤维上制备了一种具有较大比表面积、良好稳定性好和较高重复性的固相微萃取探针,并对其结构、形貌进行了表征。将油脂样品以甲醇改性后以该探针顶空萃取PAEs,优化得到如下最佳萃取参数:萃取时间20 min,萃取温度50℃,解吸时间4 min,解吸温度275℃。在优化的分析条件下,12种目标PAEs在线性范围内具有良好的线性关系(相关系数(R^(2))均大于099),检出限和定量限分别为021~374μg/kg和069~1234μg/kg,单针的相对标准偏差(RSD)≤114%,针间RSD≤139%。将此方法应用于大豆油、花生油和葵花油样品中PAEs的检测,加标试验结果表明该方法具有良好的精密度(RSD为117%~1173)和回收率(7249%~12443%)。该研究建立的基于BnCD-HCP的HS-SPME方法不需要溶剂萃取和净化等繁琐操作,具有快速、灵敏、准确、环保等优点,为植物油中PAEs的灵敏筛检提供了新的方法和技术。

富氮超交联聚合物的制备及碘吸附性能研究

为了解决放射性碘(I_(2))带来的环境污染问题,通过Friedel-Crafts烷基化反应一步合成了一种富氮超交联聚合物(DPCI-HCP),并将其用于I_(2)的气态和水相吸附。I_(2)-水溶液中的吸附动力学实验结果表明,DPCI-HCP对I_(2)的吸附行为符合准二级动力学模型。DPCI-HCP不但具有较好的水相I_(2)清除能力(94.60%)和气态I_(2)吸附能力(质量分数为643%),且在5次循环实验后,仍能保持初始气态I_(2)吸附量的93.73%。通过红外光谱和X射线光电子能谱研究了吸附机理,证明吸附过程以化学吸附为主。

新型超交联聚合物在蜂蜜中抗生素残留的检测研究

为了实现蜂蜜中多种抗生素的残留量同时测定,优化前处理流程,合成了一种新型的多孔聚合物材料(POP),应用于检测蜂蜜中的11种抗生素残留。前处理采用多孔聚合物材料分散吸附方式,液相色谱串联质谱以0.1%(v/v)甲酸水溶液和乙腈为流动相进行洗脱,AtiantisR T3色谱柱(2.1 mm×50 mm,1.7μm)分离,11种抗生素可在4 min内达到良好分离效果。四环素类、磺胺类、喹诺酮类药物分别在10~500、2~100和1~50μg/L范围内线性关系良好,检出限分别为3.0、0.6和0.3μg/kg,定量限分别为10.0、2.0和1.0μg/kg。11种抗生素在低、中、高三水平加标下的平均回收率为90.9%~108.7%,相对标准偏差为2.1%~9.4%。相较于传统固相萃取净化方式,使用POP的检测方法具有操作便捷、节能高效的特点;且重复性好,回收率高,可用于蜂蜜中多种抗生素残留的检测。

氮掺杂超交联聚合物增强纳米零价铁去除废水中Cr(Ⅵ)的性能研究

以吡咯(Py)为单体,1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂,二甲氧基甲烷(FDA)为交联剂制备了氮掺杂超交联聚合物(HCP-Py),通过负载不同质量比的nZVI获得HCP-Py@Fe(9:1).探究HCP-Py、nZVI和HCP-Py@Fe去除Cr(Ⅵ)的性能.在初始pH值为2,用量为0.75g/L,温度为25℃,转速为160r/min的条件下,HCP-Py@Fe(9:1)对Cr(VI)的去除率达到99%,去除量达到了125.85mg·g^(-1).动力学实验结果表明HCP-Py@Fe(9:1)对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型,吸附过程为化学吸附.实验结果表明,HCP-Py@Fe(9:1)中铁的使用量较少,在低pH条件下,有机骨架中的胺基有利于吸附Cr(VI),同时协同还原性的铁物种去除Cr(VI).这些结果为铁基氮掺杂超交联聚合物对Cr(Ⅵ)的去除研究提供了一定借鉴.

冠醚基超交联聚合物催化CO_(2)与环氧化物的环加成反应

CO_(2)与环氧化物通过环加成反应制备环状碳酸酯是CO_(2)资源化利用的有效途径之一,但工业上使用的传统催化剂往往存在着苛刻的反应条件和催化剂难以循环使用等缺点。开发能够使环加成反应在温和条件下发生的多相催化剂仍面临巨大挑战。通过Friedel-Crafts烷基化反应获得的超交联聚合物(Hypercrosslinked Polymer, HCPs)是一种具有永久孔隙率的三维网络,在CO_(2)催化转化方面具有极大的应用潜力。本文设计与合成了一种冠醚基超交联聚合物(CE-HCP-1)并将其成功地用于CO_(2)环加成反应中,分别使用两种工业催化剂(碘化钾KI或四丁基溴化铵TBAB)作为助催化剂时,均实现了在相对较温和无溶剂的条件下高效地合成系列环状碳酸酯。在KI/CE-HCP-1双组分催化系统中,在100℃和1.0 MPa的CO_(2)压力下,反应16 h,环氧氯丙烷的转化率可达90%以上,并且展现出良好的循环稳定性和底物适用性。因此,构建高效的双组分协同催化体系能为温和条件下CO_(2)的资源化利用提供良好的路径。

椰油酰水解燕麦蛋白钾和磺酸羟丙酯月桂基葡糖苷交联聚合物钠的性能及增效研究

为了研究椰油酰水解燕麦蛋白钾和磺酸羟丙酯月桂基葡糖苷交联聚合物钠2款表面活性剂的温和性和清洁力,测试了2款表面活性剂的发泡能力及温和性;将2款表面活性剂制备成卸妆水,进行了卸妆能力测试和经皮失水测试。实验结果表明,椰油酰水解燕麦蛋白钾和磺酸羟丙酯月桂基葡糖苷交联聚合物钠在纯水和硬水中均具有良好的发泡能力,能改善月桂醇聚醚硫酸酯钠在硬水中的发泡性能,2款表面活性剂具有良好的温和性和清洁力。用这2款表面活性剂制备得到的卸妆水具有很好的卸妆力,适宜用于开发温和的卸妆、洁面产品中。

沥青基超交联聚合物的制备及其VOCs吸附性能

以沥青为原料,二氯甲烷(DCM)为溶剂和交联剂,无水三氯化铝为催化剂,通过改变交联剂用量制备出一系列沥青基超交联聚合物(HCPs)(HCP-1、HCP-2、HCP-3、HCP-4和HCP-5)。用FTIR、N2吸附-脱附、SEM和TGA对HCPs进行了结构表征。结果表明,DCM与沥青成功交联,制得的HCPs的最高比表面积为467m^(2)/g,孔道以介孔为主,HCPs热稳定性较高。静态吸附实验表明,HCPs对含芳环类、酯类、醇类挥发性有机物均有较好的吸附性能。其中,对邻二甲苯吸附量最高,为437.89 mg/g,对甲醇吸附量最小,为190.48 mg/g。由0.3091 g沥青和30 mL DCM制得的HCP-4对邻二甲苯进行4次循环吸附实验,其对邻二甲苯的吸附量为新鲜HCP-4吸附量的91.51%。

一种吲哚基超交联聚合物In-HCP对水中碘的吸附作用

通过傅-克烷基化反应合成了一种原料低廉、工艺简单、比表面积大、可循环利用的吲哚基超交联聚合物(In-HCP),并将其用于I_(2)的水相吸附。为评估In-HCP的I_(2)捕获能力,与活性炭(AC)进行了比较。I_(2)饱和水溶液的吸附动力学实验表明,In-HCP和AC对I_(2)的吸附行为符合准二级动力学模型,吸附速率受液膜扩散和颗粒内扩散的共同影响。两种材料对I_(2)的吸附在30min内达到平衡状态,AC对I_(2)的吸附较快,但吸附饱和时In-HCP对I_(2)的清除率(94.68%)高于AC(91.56%)。利用滴定法对高浓度KI3水溶液的吸附结果进行了验证,In-HCP的I_(2)吸附量(2.066g/g)为AC(1.280g/g)的1.6倍,经5次循环实验后吸附量仍能达到1.762g/g,表明In-HCP有较好的循环使用性能。通过拉曼光谱和紫外-可见吸收光谱研究了吸附机理,证明吸附过程是以化学吸附为主。

含乙烯基胺酯键聚醚类可逆交联聚合物的制备及性能研究

利用三种分子量相同但重复单元不同的双乙酰乙酸酯封端聚醚与三(2-氨基乙基)胺交联形成含乙烯基胺酯动态化学键的可逆交联聚合物,也称共价自适应网络。重点考察了构筑单元对动态交联网络的结构、热性能、力学性能及动态性能的影响。结果表明,当构筑单元链柔性更强时,网络中的分子链更容易运动,表现出较大的延展性及较低的模量。此外,在高温下动态网络的网络拓扑重排速度更快,应力松弛时间更短。不同于其他动态交换反应,乙烯基胺酯动态交换活化能由于交换机制的不同表现出明显的双温度响应。

氨基功能化超交联聚合物的制备及其苯酚吸附性能研究

含酚废水广泛存在于化工及有机合成过程,其较强的毒性对水体环境造成了严重的危害。超交联聚合物(HCPs)作为一种有机多孔材料,近年来广泛应用于水体中有机污染物的脱除。为高效吸附分离含酚废水中的苯酚,氨基功能化的超交联聚合物通过付克烷基化反应一步制备。紫外吸收光谱被用于吸附前后水体中苯酚含量的检测,同时红外光谱表征了HCPs吸附前后材料表面的化学结构,简要分析了苯酚吸附过程的机理。

腰果壳油基超交联聚合物的制备及吸附VOCs性能

以农业副产物腰果壳油为原料,通过外交联法和溶剂交联法分别制备超交联聚合物(HCPs)吸附剂F-HCP和C-HCP,并对其吸附挥发性有机化合物(VOCs)性能进行研究。采用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、N2吸-脱附法和扫描电子显微镜(SEM)等方法对制备的吸附剂进行表征,以静态吸附法考察两种超交联聚合物对六种VOCs的吸附性能,以邻二甲苯为典型VOC进行动态吸附,探讨进气浓度对吸附能力的影响。结果表明:相较于C-HCP,F-HCP显示出较高的静态吸附性能,其对邻二甲苯、甲苯、环己烷、正己烷、丁酮、丙酮的静态吸附量分别为930,801,300,214,203,164 mg·g^(-1);在进气浓度为2171 mg·m^(-3)时,F-HCP和C-HCP对邻二甲苯的动态吸附量分别为149 mg·g^(-1)和146 mg·g^(-1),平衡吸附量随进气浓度的增加而增大。循环再生吸附实验表明,C-HCP 5次循环吸附后的吸附量为首次吸附量的93.9%。

聚乙烯醇交联聚合物的激光蚀键特性研究

纺织业印花网循环使用化工清洗聚合物涂层导致污染,激光清洗作为一种绿色环保方法被提出。对激光与工业印花网聚乙烯醇交联聚合物涂层的作用机理展开研究,构建了聚乙烯醇基交联聚合物激光蚀键模型;通过研究靶材材料光学能量吸收特性,获得其重要官能团的交聚和分解规律;探讨了激光对聚合物共价键作用及光电离原理,结合残余基团表征,发现整体蚀键率随碳氢键吸光度下降而上升。试验结果表明:根据激光脉冲频率与激光能量对聚合物涂层作用残余物成分的表征,镍网靶材残余物主要为碳基物,接近烧蚀阈值时靶材涂层清洗达到全部电离与蚀分效果。

交联聚合物微球体系水化性能分析

采用动态光散射法(DLS)、微孔滤膜过滤法和岩心封堵实验法研究了交联聚合物微球体系水化后的粒径变化、封堵性能和压缩变形性能。所研究的交联聚合物微球是一种预交联聚合物颗粒,由丙烯酰胺、丙烯酸及交联单体通过反相微乳液聚合制成,经过破乳、沉淀分离及萃取精制提纯。实验结果表明,聚合物浓度为200 mg/kg、氯化钠浓度为5000 mg/kg的交联聚合物微球体系,40℃下的水化时间由3天增至15天时,微球的水化动力学直径(Dh)由244.3 nm增至278.4 nm,15天时粒径达到最大值,此后随着水化时间的继续延长,微球Dh逐渐变小;聚合物浓度为200 mg/kg、NaCl浓度由0 mg/kg增至10000 mg/kg时,交联聚合物微球Dh由2090 nm减至229.6nm,但随着NaCl浓度的继续增加,Dh却逐渐增大。微孔滤膜实验表明,交联聚合物微球体系可对0.4μm的核孔膜形成有效封堵,但是长时间水化后的交联聚合物微球封堵性能降低。岩心封堵实验进一步说明水化后的微球具有很好的变形性和注入性。图3表1参6。

交联聚合物溶液与聚合物溶液的特性差异

采用光学显微摄影、动态光散射和核孔膜过滤等方法,研究了低浓度部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)形成的交联聚合物溶液(LPS)中交联聚合物线团(LPC)的形态、尺寸、变形性等特性。结果表明,LPC与聚合物线团(PC)相比,在形态、尺寸、变形性能等方面存在明显差异。干燥后的LPS样品中,LPC为球形,PC的形状不清晰。低于某一临界质量浓度(0.200～0.300g/l)时,LPC尺寸略小于PC;高于此浓度后,LPC的尺寸始终大于PC。HPAM/AlCit交联体系的临界质量浓度(0.280g/l)略高于聚合物溶液的临界交叠质量浓度(0.250g/l)。由于分子内的交联作用,与PC相比,LPC的剪切变形能力和水化变形能力有限,LPC较强的抗剪切变形特性使其具有特殊的封堵多孔介质的能力。

盐度对交联聚合物溶液性质的影响

采用核孔膜过滤和动态光散射手段 ,研究了盐度对部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )与柠檬酸铝 (AlCit)交联反应过程的影响以及所形成的交联聚合物溶液线团 (LPC)的大小。结果表明 ,HPAM与AlCit反应所形成的交联聚合物线团对 1.2 μm核孔膜的封堵程度与其反应时间有关。随着NaCl含量的增加 ,交联聚合物溶液 (LPS)对 1.2 μm核孔膜的封堵程度先增加后下降 ,且存在一最佳值。HPAM与AlCit交联后形成的交联聚合物线团尺寸比相同条件下形成的HPAM线团尺寸小 ,并随着盐度的增加而减小。

三种低黏度交联聚合物调驱剂研究进展

详细综述了三种低黏度、高流动度交联聚合物驱油剂即胶态分散凝胶(CDG)、交联聚合物溶液(LPS)、(预)交联聚合物微球(PCPP)的研究进展,包括技术发展、调驱机理、制备方法、评价方法、形态和尺寸、流变性及在国内外油田的应用。

交联聚合物溶液的热稳定性

采用黏度法、核孔膜过滤和动态光散射(DLS)法,研究了高相对分子质量、低浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与柠檬酸铝(AlCit)反应所形成的交联聚合物溶液(LPS)的热稳定性、HPAM降解后与AlCit反应所形成的体系的封堵性能及降解机理。结果表明,在较低温度下(40～60℃),HPAM与AlCit反应所形成的LPS能够长时间地稳定存在,对1.2μm的核孔膜有很好的封堵效果。而在较高温度下(70～110℃),所形成的LPS很快降解,不能对核孔膜形成有效封堵;温度越高,降解速率越快,对核孔膜的封堵性能越差。LPS高温降解后封堵性能下降的原因是LPS中交联聚合物线团(LPC)尺寸变小,平均表观流体力学半径从降解前的292nm减小到39.9nm左右。HPAM高温降解后与AlCit反应所形成的交联体系不能对1.2μm的核孔膜产生有效封堵。

交联聚合物线团深部调剖数学模型

以交联聚合物溶液 (LPS)体系深部调剖室内和矿场试验结果为基础 ,建立了一个交联聚合物线团深部调剖数学模型 ,其中分别计算了在岩石表面的吸附和在孔隙介质中的机械滞留对渗透率降低的贡献 ,模型中考虑了线速度和压力梯度对封堵强度和封堵位置的作用。把该模型结合到黑油模型中 ,可以进行LPS深部调剖的室内岩心驱拟合和矿场应用效果预测。

交联聚合物溶液的粒度分析

应用动态光散射 (DLS)原理 ,采用高灵敏度纳米粒度分析仪 ,对低浓度部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )与交联剂柠檬酸铝 (AlCit)形成的交联聚合物溶液 (LPS)中的交联聚合物线团 (LPC)粒径分布进行了研究。结果表明 ,LPC的平均流体力学半径随着HPAM相对分子质量的增加而增大 ;随着交联反应时盐浓度的提高先减小而后增大。交联反应后 ,改变体系的盐浓度可影响LPC的大小 ,LPC的平均流体力学半径随体系盐浓度的提高而减小 ,随体系盐浓度的降低而增大。这说明水化的LPC内外的水可自由进出LPC ,线团具有良好的变形性。部分水解聚丙烯酰胺和交联剂柠檬酸铝浓度的改变可影响LPC的大小。采用DLS技术测得的LPC的大小基本与由SEM观测出的尺寸相符 。

核微孔滤膜评价交联聚合物线团大小的研究

部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)高分子线团上的羧基与交联剂柠檬酸铝(AlCit)发生分子内交联反应,形成交联聚合物线团(LPC).研究了交联聚合物溶液(LPS)在压差为0.0981MPa下通过0.4,1.2,2.0和3.0μm孔径的核微孔滤膜的过滤速度,判断了LPC的尺寸大小.对于黏均相对分子质量为1.4×107、质量浓度为100mg/L的HPAM与AlCit反应后,其形成的LPC大小在400～900nm.