聚脲多孔材料的一步法制备及表征

聚脲(PU)是工业应用广泛的一种高分子材料,其制备可以异氰酸酯为原料与多元胺逐步聚合反应得到,也可与水反应形成胺基(产生二氧化碳),胺基进一步与异氰酸酯基原位聚合反应得到。聚脲多孔材料(PPU)是聚脲的一种,因其具有较高的比表面积、孔径及其分布可控、热稳定性良好、耐腐蚀性能强等优良性能,现已成为高分子材料领域的研究热点。以甲苯二异氰酸酯(TDI)与二乙烯三胺(DETA)为单体、在乙腈溶剂中不使用任何添加剂(稳定剂、致孔剂)通过沉淀聚合的方法无需任何改性制备了富含胺基的聚脲多孔材料并对其进行了表征。结果表明,PPU是由不同大小的聚合物小球堆积而成,经红外分析显示原料反应较为完全,产物含有大量的特征基团,采用对硝基苯甲醛(NBA)法测得PPU表面的伯胺基含量为0.631 mmol/g。

一步法制备聚脲多孔材料及其对染料的吸附

以甲苯二异氰酸酯为单体,在水和丙酮混合溶剂中不用致孔剂且无需任何高分子改性一步法合成了聚脲多孔材料(PPU),通过扫描电镜和BET氮气吸附法对其表面形貌和孔参数进行了表征.以酸品红(AF)溶液模拟染料废水,对其在PPU上的吸附进行了研究,讨论了pH、吸附时间、AF初始浓度及吸附剂用量对吸附过程的影响,优化了吸附条件.结果表明,PPU对染料AF具有优异的吸附效果.PPU在30℃,pH=3时对AF的最大吸附量为44.60 mg/g.PPU对AF的吸附过程更接近于Langmuir等温吸附的单分子层吸附机理.PPU对水溶性染料刚果红(CR)也有很好的吸附能力.使用水、乙醇和水混合溶剂以及NaOH水溶液对染料吸附后的解吸附结果表明,乙醇和水混合溶剂对吸附染料的解吸效率最高,对2种染料的解吸附都达90%以上.解吸后PPU的再吸附能力略有下降,但第三次吸附量仍达到首次吸附的80%以上.

聚脲多孔材料的简单制备及在酶固定和手性拆分中的应用

以甲苯二异氰酸酯(TDI)为单体,在水与丙酮混合溶剂中通过沉淀聚合一步法制备了富含胺基的聚脲多孔材料(PPU),通过扫描电镜和压汞法对其表面形貌和孔结构进行了表征.PPU经戊二醛(GA)活化后用于荧光假单胞菌脂肪酶(PFL)的固定,考察了GA活化过程中GA浓度对酶固定量及固定酶活性的影响.结果表明,PPU是一种粒子尺寸分布在30~50μm范围的形状不规则的多孔粒子,孔径在2 nm^100μm之间呈连续分布.在pH=8.0的缓冲溶液中用0.17 mol/L的GA对PPU进行改性,将改性后的PPU用于PFL的固定,当酶溶液浓度为2.56 mg/m L时,得到酶的最大固定量为95.2 mg/g,固定酶的活性为375 U/mg,相对活性为76%.将此固定酶作为催化剂,用于1-苯乙醇外消旋化合物的手性拆分,并与游离酶催化的结果相比较.结果表明,固定酶的反应活性和立体选择性都明显优于游离酶.通过沉淀聚合制备的聚脲多孔材料在酶固定及手性分子拆分方面具有应用前景.

甲苯二异氰酸酯与乙二胺沉淀聚合一步法制备聚脲多孔材料及其表征

以甲苯二异氰酸酯和乙二胺为单体,通过沉淀聚合一步到位制备了富含胺基的聚脲多孔材料.探讨了反应时间、溶剂种类及混合溶剂配比对聚脲多孔材料性能的影响.通过BET和压汞法对聚脲多孔材料的孔结构进行了表征,用扫描电子显微镜表征了材料的形貌,用X-射线衍射仪测试了材料的结晶性能.结果表明,聚合反应进行48 h后多孔材料的胺基含量不再变化,所得聚脲为典型多孔材料且部分结晶.与丙酮相比,以乙腈作反应介质制备的聚脲的比表面积和孔体积较大,孔径分布较宽.以乙腈和丙酮混合溶剂作反应介质,通过改变混合溶剂的配比可以改变材料的孔结构.