木质素磺酸钙增强花岗岩残积土微生物固化效果研究

为提升微生物固化花岗岩残积土的效果,综合考虑木质素磺酸钙的特点和MICP(Microbial-induced calcite precipitation)作用过程的环境条件,设计进行木质素磺酸钙增强MICP固化花岗岩残积土试验,综合宏观物理力学试验和微细观检测,系统分析木质素磺酸钙对微生物固化花岗岩残积土的增强效果及增强机制。结果表明:①木质素磺酸钙能够显著提高花岗岩残积土微生物加固过程中的胶结物产量,木钙掺量在4.00%左右达到最佳,与常规MICP相比,胶结物生成量提高了48.86%;②木质素磺酸钙的掺入,显著提高了固化体的抗压强度和抵抗变形能力,2.00%~8.00%掺量下固化体的抗压强度提升了4.75%~41.20%,破坏时应变增加16.24%~38.55%;③掺入木质素磺酸钙后,固化体的孔隙大小及孔隙率均有不同程度降低,孔隙率降低了12.97%~37.38%,固化体的整体密实性进一步增强;④木质素磺酸钙的掺入,改善了残积土的孔隙结构,为后续微生物加固提供更好的环境条件;⑤在微生物固化花岗岩残积土过程中掺入木质素磺酸钙后,改善了微生物生长的酸碱环境,丰富了MICP作用过程中的钙源,提升了固菌率,促进了MICP反应,同时改善了碳酸钙沉淀颗粒的大小、性状及排列形式,使得胶结物产量进一步提升,从而提升固化体的整体固化效果。

木质素磺酸钙对模拟混凝土孔隙腐蚀液中碳钢阻锈作用

钢筋混凝土结构常因钢筋锈蚀而导致过早破坏,加入阻锈剂可以有效抑制钢筋锈蚀,提高钢筋混凝土结构耐久性。在模拟混凝土孔隙腐蚀液中加入不同浓度的木质素磺酸钙,通过开路电位、交流阻抗谱和动电位极化曲线研究其对碳钢的阻锈作用与机理。结果表明:在3.5%Na Cl、p H为12.5的腐蚀液中,木质素磺酸钙可提高开路电位、增大电荷转移电阻以及减小腐蚀电流密度,从而起到阻锈作用。同时,木质素磺酸钙在碳钢表面能够与氯离子竞争吸附,保护钝化膜,抑制腐蚀发展。

木质素磺酸钠对羊毛织物的着色现象

木质素磺酸钠来源于工业生产中的废弃物木质素,在印染行业中经常用做分散剂,但在使用过程中对纤维有沾色现象。文中研究木质素磺酸钠对羊毛的着色情况,从温度、时间、pH值以及浓度等方面对木质素磺酸钠上染羊毛的条件进行探索,并测试染后织物的色牢度、耐洗涤、强力、防紫外线等性能。结果表明,木质素磺酸钠在pH值2.0~4.0、用量大于30.0%、90℃的条件下能将羊毛织物染成深色,着色60min后织物的K/S值在6.00以上;并且着色羊毛织物强力损伤较低,试验范围内不同pH值的染浴得到的织物强力损伤都在10%以内;对紫外线也有较好的过滤效果。

MMT/IFR膨胀阻燃液化木质素磺酸钠基聚氨酯泡沫的制备及性能

利用木质素磺酸钠(SLS)液化产物完全替代聚醚多元醇,同时以由壳聚糖(CS)和聚磷酸铵(APP)复配组成的膨胀阻燃剂(IFR)和蒙脱土(MMT)为添加剂,制备出MMT/IFR膨胀阻燃液化木质素磺酸钠基聚氨酯泡沫(SLS-PUF/IFR/MMT)材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、极限氧指数(LOI)、热重分析(TG)仪、锥形量热仪、热导率测试仪和电子万能试验机等对材料的阻燃性能、热稳定性、燃烧性能、导热性能和压缩性能进行分析。研究结果表明:当IFR添加量为20%时,制备的材料100%SLS-PUF/20%IFR的LOI值达到了最高值24.3%;当IFR添加量≥16%时,制备的材料100%SLS-PUF/IFR的垂直燃烧等级达到V-0级。在此基础上,当MMT添加量为2%时,制备的材料100%SLS-PUF/20%IFR/2%MMT的LOI值达到了24.8%,且其垂直燃烧等级能够达到V-0级。相较于100%SLS-PUF材料,100%SLS-PUF/20%IFR/2%MMT材料的峰值热降解速率、最大热释放速率和总热释放量分别降低了0.6%/min、 145.6 kW/m~2和13.9 MJ/m~2,残炭量提高了13.1个百分点,同时其表观密度和压缩强度则分别提高至58.72 kg/m~3和296.6 kPa,其热导率也达到了0.041 W/(m·K)。

木质素磺酸钠复合气凝胶滤嘴对卷烟气的净化性能

为探索替代传统醋酸纤维滤嘴的生物质材料和进一步净化卷烟气的有害成分,降低抽烟对人体健康的伤害,文中以木质素磺酸钠、k型卡拉胶为原料,采用溶胶-凝胶法和冷冻干燥法制备出不同配比的复合气凝胶,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG)等方法分别对所制备复合气凝胶的表面形貌、官能团结构、热稳定性等进行分析。同时制作醋酸纤维+复合气凝胶滤嘴,通过转盘吸烟机测试其对卷烟气有害气体的净化性能。SEM结果表明,表面形貌显示复合气凝胶具有丰富的微孔孔隙结构和粗糙表面的层状结构;FT-IR和XRD分析表明,卡拉胶的加入并没有改变木质素磺酸钠本身的官能团,卡拉胶与木质素磺酸钠通过物理作用相结合。烟气测试和TG分析结果说明,卷烟气有害成分净化性能随着木质素磺酸钠含量增加而变优,且其热分解温度高于卷烟气进入滤嘴中部时的温度,其在吸烟过程中不会发生热分解,故其为一种理想的卷烟滤嘴潜在材料。

改性木质素磺酸钠在煤沥青水浆中的性能研究

为提高煤沥青利用率,以LS(木质素磺酸钠)为主要原料,经磺甲基化和缩合反应后合成MLS(改性木质素磺酸钠)分散剂,用于制备煤沥青水浆。采用FTIR(红外光谱)、XRD(X射线衍射)和表面张力分析了MLS的结构及性质,采用响应曲面法考察其最佳制备条件,并研究浆体的分散稳定性。结果表明MLS分散剂的最佳制备条件为:磺甲基化试剂质量分数12%,甲醛质量分数18%,尿素质量分数10%,反应温度80℃,反应时间4 h。当MLS质量分数为0.5%时,最大制浆质量分数达到54.83%,而LS的最大制浆质量分数仅为51.44%。且MLS分散剂制备的浆体,属于屈服假塑性流体,符合Herschel-Bulkley模型,屈服应力较小。静置5 d后,LS和MLS制备的浆体析水率分别为3.45%和2.30%,说明MLS的降黏增稳能力较强,利于提高煤沥青水浆的工业应用。

库尔勒土壤模拟液中木质素磺酸钙对纯铜接地材料的缓蚀及吸附行为研究

为了探究库尔勒土壤模拟液中添加木质素磺酸钙,对纯铜接地材料的缓蚀效率及其在纯铜接地材料表面的吸附行为,采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了库尔勒土壤模拟液中木质素磺酸钙(CLS)对纯铜接地材料腐蚀行为的影响。结果表明,当CLS浓度在(2.27~9.08)×10^(-4) mol/L范围增加时对Cu的缓蚀效率逐渐增大,表明添加CLS可有效抑制Cu的腐蚀反应过程,该土壤模拟溶液体系中CLS属于一种阳极缓蚀剂。Mott-schottky曲线分析结果表明,土壤模拟液中Cu表面形成的膜具有P型半导体膜性质,且CLS浓度在(2.27~9.08)×10^(-4) mol/L范围增加时NA浓度降低,Cu表面形成的半导体保护膜具有更佳的保护性。采用3种等温吸附曲线的拟合结果表明,CLS缓蚀剂分子在Cu表面的吸附更倾向Langmuir模型,在2.27×10^(-4)~9.08×10^(-4) mol/L的浓度范围内CLS在Cu表面的ΔGm值介于-37.00~-20.00 kJ/mol之间,表明CLS在Cu表面是由物理吸附和化学吸附共同控制的混合吸附过程。

苯并噁嗪与木质素磺酸钠协同阻燃聚酯复合材料的性能分析

为提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的阻燃性能,以苯并噁嗪(BOZ)和木质素磺酸钠(SLS)为改性材料,制备了以PET为基体的聚酯复合材料。采用扫描电镜观察聚酯复合材料的表面形貌,通过热失重分析、差示扫描量热分析、极限氧指数(LOI)测试和垂直燃烧实验(UL-94)表征聚酯复合材料的热性能和阻燃性能,利用能量色散X射线光谱仪分析残炭情况,并使用电子万能试验机测试力学性能。结果表明:BOZ和SLS在PET基体中没有出现明显的团聚现象;当BOZ和SLS的质量比为1∶0.5、总添加量(质量分数)为10%时,聚酯复合材料的结晶度、熔融温度和残炭量相比纯PET均有所提高;聚酯复合材料的LOI值提高到了26.4%,UL-94等级达到了V-1等级,燃烧时的熔体滴落被有效抑制;残炭分析结果表明,聚酯复合材料的阻燃遵循凝聚相阻燃机理;聚酯复合材料的拉伸强度和断裂伸长率相比纯PET有所下降,但聚酯复合材料的杨氏模量相比纯PET有所提高。该研究可为聚酯复合材料的阻燃研究提供参考。

改性木质素磺酸钠沥青乳化剂的合成及应用性能

为提高木质素磺酸钠的乳化性能,以H2O2/Vc构成的氧化还原体系作为引发剂,采用接枝聚合制备了一种改性木质素磺酸钠沥青乳化剂,探讨了反应条件对其低温延度的影响,并采用傅里叶变换红外光谱对改性前后木质素磺酸钠的分子结构进行表征,测试了其乳化性能,使用激光粒度仪对乳化沥青的粒径进行测试。结果表明,当n(丙烯酸)∶n(三乙烯四胺)=1∶1、m(丙烯酰胺类单体)∶m(木质素磺酸钠)=1∶1、引发剂用量占单体总质量的1%时,制备的改性木质素磺酸钠效果最佳,由其制备的乳化沥青低温延度达72.3 cm,5 d贮存稳定性达1.2%,相较于未改性前有较大的提升。

木质素磺酸钙对食用菌菌丝生长影响初探

目的:探讨木质素磺酸钙对12种食用菌菌丝生长的影响。方法:采用PDA添加木质素磺酸钙平板培养菌丝。结果:木质素磺酸钙对供试食用菌菌落颜色和菌丝密度无明显影响,对菌丝生长速度有不同的影响,PDA培养基添加木质素磺酸钙对平菇、毛木耳、黑木耳、杏鲍菇、秀珍菇、茶树菇、灰树花、灵芝菌丝生长均有促进作用,与对照(CK)相比,在PDA培养基中添加0.4 g/L木质素磺酸钙对平菇2、黑木耳7菌株菌丝生长有显著的促进作用,菌丝生长的促进率分别为39.47%、34.79%;对鸡腿菇15、平菇1、香菇3、灰树花16、灰树花17、金针菇21、真姬菇18、真姬菇19菌株菌丝生长的促进作用不明显;对鸡腿菇14、金针菇20菌株菌丝生长产生抑制作用。研究为培养优质食用菌菌种提供参考。

木质素磺酸钠加强市政污泥好氧发酵重金属钝化

为探究SLS(木质素磺酸钠)对市政污泥好氧发酵重金属(Cr、Zn、Pb、Cu)钝化的影响,分别添加物料总质量0%、5%、10%、15%的SLS(标记为CK、SLS5、SLS10、SLS15)与市政污泥进行好氧发酵,并通过Pearson系数和冗余分析对理化因素与重金属开展相关性分析。重金属分析显示,添加SLS的处理组对重金属钝化效果均优于CK组,其中SLS5组对Cr、Zn、Pb钝化效果最好,钝化率分别为81.46%、32.58%、98.61%,SLS15组对Cu钝化效果最好,钝化率为41.67%。Pearson系数和冗余分析表明,Cr、Zn、Pb、Cu重金属生物有效性均与OM(有机质)呈极显著的正相关(P<0.01),而SLS5组OM的质量分数在各实验组中是最低的。在此研究条件下,添加5%的SLS对市政污泥好氧发酵重金属钝化效果最佳。

胺化木质素磺酸钠插层水滑石/Pebax混合基质膜的制备及气体分离性能研究

将胺化木质素磺酸钠(AL)通过阴离子交换法插层锌铝水滑石(LDH),得到填料AL-LDH,以聚醚嵌段酰胺共聚物(Pebax1657)为分离膜基材,制备具有一定成本优势的高CO_(2)/N2选择性混合基质膜。通过傅里叶红外变换光谱仪、X射线衍射仪进行定性和结构表征。采用SEM观察AL-LDH和LDH的微观结构。力学性能测试结果表明,3%AL-LDH/Pebax的断裂伸长率和拉伸强度分别达到464.7%和18.7MPa,比纯Pebax膜分别提升了66.4%和12.6%。AL-LDH/Pebax的CO_(2)渗透率最高可达113.60Barrer,比纯膜提高了131%,比LDH/Pebax系列提升了15%,证明AL-LDH能进一步提升混合基质膜的CO_(2)/N_(2)分离和选择性。

木质素磺酸钙固化黄土的力学性能研究

文章以木质素磺酸钙为固化剂,以兰州市西固区的黄土为固化对象,开展木质素磺酸钙固化黄土的力学性能研究。通过重型标准击实试验、无侧限抗压强度试验及回弹模量试验,研究固化剂掺量和养护龄期对木质素磺酸钙固化黄土无侧限抗压强度和回弹模量的影响。结果表明:当木质素磺酸钙掺量增加时固化黄土的最大干密度上升、最优含水率下降;固化剂掺量不超过1%时,固化黄土的无侧限抗压强度随养护龄期的增长而增加,而当掺量超过1%后,固化黄土的无侧限抗压强度则会出现下降;随着养护时间的增加,固化黄土的回弹模量逐渐增大,随固化剂掺量的增加回弹模量先增大后减小;基于无侧限抗压强度的试验数据,建立了木质素磺酸钙固化黄土无侧限抗压强度与养护龄期的关系,所得成果可为工程实践提供参考。

木质素磺酸钙对固井水泥石变形破坏特性的影响及其改性机制

在采动区地面井煤层气抽采工程中,工作面的回采会对上覆岩层产生较大的扰动,进而导致地面井变形破坏,不能有效发挥卸压煤层气地面井的抽采效能。固井技术能够有效延长采动作用下卸压煤层气地面井的寿命,水泥作为影响地面井固井质量的关键因素,其早期强度需满足较高的固井要求,水泥固结后形成水泥石,水泥石的力学性能对维持卸压煤层气地面井的稳定性至关重要。通过添加分散剂提高水泥石的力学性能是改善固井效果的有效途径。针对目前采动作用下木质素磺酸钙改性水泥石变形破坏特性的研究较少,通过开展循环荷载下不同质量分数的木质素磺酸钙改性水泥石单轴压缩试验,探究木质素磺酸钙对卸压煤层气地面井水泥石变形破坏特性的影响及其改性机制。研究结果表明:水泥石纵波波速和峰值应力随木质素磺酸钙质量分数增加呈现出先增加后降低的趋势,而水泥石声发射总振铃计数随木质素磺酸钙质量分数增加呈现出先减小后增大的趋势。随着单轴循环梯级的增加,水泥石的变形模量呈现出强化现象,且初始加卸载循环对变形模量的强化作用最为显著。随着木质素磺酸钙的加入,改性水泥石的破坏模式呈现出拉伸主导→剪切主导→拉伸主导的拉剪组合破坏模式,同时改性水泥石的分形维数呈现出先减小后增大的趋势,表明适量木质素磺酸钙的加入能够有效提高单轴循环加卸载下水泥石的抗破坏能力。随着木质素磺酸钙质量分数的增加,水泥石水化产物之间孔隙呈现出先减少后增多的趋势。适量木质素磺酸钙的加入会促进水泥石中C−S−H凝胶和钙矾石的大量生成,沉淀在水泥颗粒表面相互交织,可显著提高水泥石的峰值应力,对于提高水泥石的力学性能具有积极作用,同时也使得水泥石的孔隙率降低,进而导致水泥石纵波波速增加、循环荷载过程中水泥石累计声发射振铃计数减小。而木质素磺酸钙过量加入时,木质素磺酸钙的引气作用和电性相斥作用在水化过程中占据主导作用,会引入较多气泡,造成水泥颗粒之间间隙的产生,同时抑制了C−S−H凝胶和钙矾石的早期生成,对水泥石的力学性能造成消极影响。此外,会造成水泥石孔隙率增加进而导致水泥石纵波波速减小、循环荷载过程中水泥石累计声发射振铃计数增加。因此,木质素磺酸钙对水泥石的力学性能的影响具有双重效应。

木质素磺酸钠在磷矿正浮选脱镁中的应用及机理研究

磷矿是不可再生的战略性矿产资源,在国民经济中具有重要的作用。我国磷矿资源储量位居全球第二,但平均品位仅有17%,且钙镁碳酸盐杂质含量高,分选难度大。测试了一种高效的白云石抑制剂木质素磺酸钠对白云石、磷灰石单矿物和人工混合矿浮选行为的影响,并通过Zeta电位和XPS等分析测试手段研究其作用机理。试验结果表明,木质素磺酸钠可以有效地抑制白云石,而几乎不影响磷灰石的浮选;Zeta电位测试结果表明,木质素磺酸钠能够阻碍油酸钠在白云石表面吸附,而几乎不影响油酸钠在磷灰石表面吸附;XPS测试结果表明,木质素磺酸钠以化学吸附的形式作用在白云石钙、镁位点,而在磷灰石表面以O-H…F氢键形式进行吸附,因此油酸钠能够取代磷灰石表面的木质素磺酸钠而不影响木质素磺酸钠在白云石表面吸附。木质素磺酸钠作为一种易溶于水、选择性好、低毒环保的白云石抑制剂,对于实现磷矿正浮选脱镁具有重要意义。

利用木质素磺酸钠制备生物质炭/ZnO/ZnS三元复合材料及其吸附性能

以制浆造纸副产物木质素磺酸钠(Sodium lignosulfonate,SL)为碳源和硫源,与醋酸锌(Zn(Ac)_(2))反应制成有机/无机杂化材料,烧结后得到生物质炭(Biochar,BC)和ZnO/ZnS的复合材料,标记为BC/ZnO/ZnS。采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)等表征手段对BC复合材料的结构和形貌进行了分析,并充分研究了其吸附性能。结果表明,当SL与Zn(Ac)_(2)质量投料比为1∶2时,所制备的BC/ZnO/ZnS对有机污染物亚甲基蓝和阿莫西林具有最佳的去除性能,其最大吸附量分别达到166.11和185.53 mg·g^(-1)。

木质素磺酸钠磁性复合材料吸附染料的研究

文章通过多乙烯多胺修饰木质素磺酸钠,并与磁性材料进行复合制备多乙烯多胺修饰的木质素磺酸钠磁性复合材料(PMSL)。研究了PMSL材料对废水中孔雀石绿(MG)与甲基橙(MO)2种染料的吸附性能,包括吸附等温线、吸附动力学、吸附热力学等。研究表明,45℃时PMSL对MG和MO 2种染料的最大吸附量可达350.7 mg/g和358.4 mg/g,吸附平衡时间为3 h。且PMSL在碱性环境下吸附MG染料效果更加显著,在酸性环境下吸附MO染料效果更显著。通过分析可知,此吸附为吸热反应,拟合模型遵循Langmuir模型和准二级动力学模型,说明为自发进行的单层吸附。循环使用5次后,PMSL对染料的去除率仍然可以达到90%以上。实验证明,环境友好型PMSL材料具有出色的吸附效果和超顺磁性。

木质素磺酸钙改良的低液限黏土三轴压缩特性

通过对具有不同木质素磺酸钙掺量、不同养护时间的改良低液限黏土进行一系列三轴剪切试验,分析了改良土应力应变曲线、峰值偏应力及抗剪强度参数的变化规律,结合扫描电镜探究了其内在机制。试验结果表明:木质素磺酸钙的掺入能够显著提升土体抗剪强度,随着掺量的增加,改良土的抗剪强度先增加后减小,最优掺量为8%;随着养护时间的增加,改良土的抗剪强度提升,且增强速度逐渐变缓;养护7 d后8%掺量的改良土获得最大峰值偏应力2017.23 kPa,比养护相同时间的纯黏土高236.25%;改良土黏聚力随着木质素磺酸钙掺量的增加先增加后减小,而内摩擦角增大到一定值后趋于稳定。改良土强度提升的内在机制可以概括为填充孔隙、离子交换、吸附包裹土粒以及胶结土粒团聚体。

亚麻木质素磺酸盐基染料分散剂的制备及其应用研究

以亚麻木质素磺酸盐为原料,采用分离提纯-化学改性联合处理的方法制备木质素磺酸盐基染料分散剂。采用傅里叶变换红外光谱、紫外光谱及粒径分析仪等对染料分散剂结构和稳定性进行分析,并将染料分散剂用于分散蓝79和分散红73染料中,探究不同预处理方法和环氧氯丙烷(ECH)用量对木质素磺酸盐基染料分散剂性能的影响。结果表明,木质素磺酸盐经超滤法预处理后,所制备的染料分散剂的性能显著提高,且具有良好的分散性和热稳定性。木质素磺酸盐经超滤膜截留(截留分子质量为1000)且改性剂ECH用量为3 mmol/g时,所制备的染料分散剂性能最佳,其在分散蓝79和分散红73两种染料中的上染率分别为91%和88%,还原水解率分别为15%和11%。

木质素磺酸钠-g-聚(ODA-co-BA)的制备及对水体有机污染物的吸附性能

可生物降解有机污染物吸附材料在处理水体有机物污染和有机危化品泄漏应急处理领域引起了广泛关注。为提高可降解有机污染物吸附材料的处置速度,采用悬浮聚合法,利用烯丙基木质素磺酸盐(SLS)部分代替甲基丙烯酸十八烷基酯(ODA),以丙烯酸丁酯(BA)、SLS和ODA为单体,二甲基丙烯酸-1,4-丁二醇酯(BDDMA)为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,合成了Poly(SLS/ODA-co-BA)快速有机污染物吸附树脂。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TG)等手段对快速有机污染物吸附树脂进行了表征,并以静态有机污染物吸附倍率、微分有机污染物吸附速率和重复利用率评价了其有机污染物吸附性能。结果表明,m(BA)∶m(ODA)∶m(SLS)=6.7∶1.9∶1.4制备的Poly(SLS/ODA-co-BA)共聚物有机污染物吸附性能最佳,对氯仿的吸附量高达18.9 g/g,其吸附平衡时间仅为1 h。SLS的添加使得有机污染物吸附树脂的平衡吸附速率快了5倍。此外,Poly(SLS/ODA-co-BA)有机污染物吸附树脂回收4次时,其对氯仿的吸附量仍大于初始吸附量的90%。