基于响应面法的硝酸氧化耦合生物降解预处理褐煤提取腐植酸工艺条件优化研究

从褐煤中提取腐植酸是实现低阶煤高值利用的有效途径,为提高矿源腐植酸提取率和生物活性,采用青霉菌(Penicillium pimiteouiense PPLL2205)高效降解转化褐煤,探究硝酸氧化耦合生物降解预处理对煤基腐植酸提取率的影响,结合元素分析、紫外-可见光谱和红外光谱分析表征其生物活性官能团。结果表明:经单因素和Plackett-Burman实验筛选得到显著影响褐煤腐植酸提取率的因素为硝酸浓度、降解温度和时间;通过Box-Behnken实验优化得硝酸氧化耦合生物降解预处理褐煤的最佳工艺条件为用5 mol/L硝酸氧化粒度为0.125 mm的褐煤,将氧化煤按1 g∶100 mL的固液比装载于接种有1.5%PPLL2205菌株的培养液中,调节pH为7,在温度为30℃、转速为230 r/min下降解15 d,再经碱溶酸提,此条件下腐植酸的提取率高达87.162%;与仅用硝酸氧化处理相比,硝酸氧化耦合生物降解预处理褐煤后提取的腐植酸含有更多的含氧官能团,具有更低的芳香度和更小的相对分子质量,在提高产率的同时增强了矿源腐植酸的生物活性。

有机硅改性氧化石墨烯-聚丙烯酸酯的制备及性能研究

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯(GO),以过量不饱和碳链的有机硅偶联剂KH570作为改性剂进行表面修饰,制备不饱和有机硅改性氧化石墨烯(KGO)。以KGO、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸(AA)为原料通过相反转乳液聚合制得高羟基石墨烯/聚丙烯酸酯复合乳液(KGO/PA)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重测试(TGA)和应力应变测试对复合物结构和性能进行了表征。测试结果表明,KH570成功接枝到GO表面,所制备的KGO/PA复合材料中氧化石墨烯纳米材料分散均匀,当TGO含量为1.5%时,复合材料具有最佳的热稳定性和力学性能。

硅烷偶联剂改性氧化石墨烯增强环氧树脂复合涂料的防腐性能

采用简单的一步水热法制备了硅烷偶联剂功能化氧化石墨烯(KGO),并将其与环氧树脂复合,制备了一种高性能的防腐涂料。采用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜和X射线衍射分析对KGO的各项性能及微观形貌进行了表征。随后通过电化学阻抗谱(EIS)和盐雾试验对添加了质量分数为0.1%、0.2%和0.3%的环氧树脂复合涂料的耐腐蚀性能进行表征。结果表明,KGO显著提高了环氧树脂复合涂层的屏蔽性能和耐腐蚀性能。环氧树脂复合涂层腐蚀电流密度由8.8×10^(-8)A·cm^(-2)最低下降到2.0×10^(-8)A·cm^(-2)。其中,0.2 KGO/EP涂层的低频阻抗模量在浓度为3.5%的NaCl溶液中浸泡72 h后仍维持在较高水平,约高出纯环氧树脂涂层2个数量级。当KGO的添加量为0.2%时,环氧树脂复合涂层具有最优异的耐腐蚀性能。

碳包覆Pd/TiO_(2)光催化产氢协同胺类选择性氧化合成亚胺

负载型金属纳米催化剂由于其优异的光催化性能,被广泛应用于光催化产氢协同胺类氧化偶联合成高附加值亚胺体系。但在反应过程中,金属表面对H原子和亚胺表现出较强的吸附能力,导致了亚胺易于发生自氢化反应而生成仲胺,显著降低了亚胺的选择性。在本文中,我们证实了在Pd/TiO_(2)表面构建超薄碳层(Pd/TiO_(2)@C)是一种解决上述问题的有效策略。在Pd/TiO_(2)表面构筑的超薄碳层可以有效调控H原子和亚胺在其表面的吸附行为,避免了光催化氧化偶联过程中亚胺的自氢化。因此,Pd/TiO_(2)@C光催化剂在光催化产氢协同胺类选择性氧化合成亚胺体系中展现出优异的亚胺选择性。本研究提供了一种便捷有效的策略推动负载型金属纳米催化剂在光催化产氢协同合成高附加值产物体系中的应用。

硅烷化氧化石墨烯/有机硅复合涂层的制备及性能

采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对氧化石墨烯(GO)进行改性,制得硅烷化氧化石墨烯(KGO),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)表征了它的结构。将KGO与有机硅树脂(SR)复合,在Q235钢表面制得KGO/SR复合涂层,采用电化学阻抗谱研究了该涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并测试其耐中性盐雾性能。结果表明:KGO在SR基体中具有良好的分散性,提高了涂层的致密性,令KGO/SR复合涂层具有良好的防护性能。

硅烷偶联剂改性的二氧化钛光催化降解气相苯(英文)

用硅烷偶联剂KH-570对二氧化钛光催化剂进行了改性,制备了一种新型光催化剂.以苯作为模拟气体,在静态反应装置中考察了该催化剂的光催化性能.结果表明,KH-570能显著提高二氧化钛对气相苯的光催化降解性能,其转化率是纯二氧化钛的2·5倍.采用红外光谱和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.

纳米氧化锌的表面改性

在新开发的纳米氧化锌应用中,大多是将氧化锌直接混入有机物中,而把氧化锌直接添加到有机物中有相当大的困难,因此必须对纳米氧化锌进行表面改性。以自制纳米氧化锌为原料,采用钛酸酯偶联剂为改性剂对其进行了表面改性处理。试验发现,改性剂用量是影响改性效果的最重要影响因素,且其用量远远超出普通粉体用量,最后找出了最佳改性条件。借助于TEM、IR等测试手段,对纳米氧化锌粉体改性前后的变化进行了表征与分析。试验结果表明,最佳改性条件为:改性剂用量为40%,改性时间约为30min。

氧化锌晶须表面改性及表征

采用湿法表面化学改性法 ,用硅烷和钛酸酯偶联剂对氧化锌晶须 (ZnOw)进行了表面改性 ;考察了溶剂、pH值、温度及分散时间对硅烷类偶联剂改性效果的影响 ,采用活化指数、接触角以及傅立叶变换红外光谱对改性结果作了表征。同时将改性后的ZnOw 填充到线性低密度聚乙烯 (LLDPE)中 ,测试了复合材料的机械性能。实验结果表明 ,硅烷和钛酸酯偶联剂均能用于ZnOw 的表面改性 ,其最佳改性条件不同 ,获得最佳改性效果的偶联剂用量也不同。经ND 42改性的ZnOw 填充到LLDPE中 。

超细氧化铝粉体的表面改性研究

利用两种硅烷偶联剂、三种钛酸酯偶联剂对Al2O3粉体颗粒表面有机改性,比较了不同偶联剂对颗粒表面的改性效果,结果表明硅烷偶联剂未能对粉体表面进行有效的有机改性.红外光谱分析证实了偶联剂NTC401在Al2O3粉体表面进行了化学吸附,而偶联剂JSC和CT136在Al2O3粉体表面主要发生物理吸附.电镜照片说明,经NTC401改性的Al2O3粉体粒子之间的团聚得到了有效改善,而经JSC和CT136改性的Al2O3粉体粒子之间的团聚未得到改善.机理分析认为中心钛原子六配位的结构能够有效阻止颗粒团聚.

超微细ZnO表面改性及PP/ZnO共混体系流变性能

研究了超微细ZnO的表面改性条件 ,并采用正交实验确定粉体改性中最重要的影响因素为偶联剂的用量。由于粉体的团聚 ,导致粉体表面活性点的封闭 ,因此实际偶联剂用量小于理论计算值。研究发现 ,粉体表面改性中的偶联剂用量对PP ZnO共混体系流变行为有较大的影响 ,当偶联剂用量适当时 ,共混体系的表观粘度趋于最小 。

改性纳米氧化锌对丙烯酸聚氨酯涂层防腐性能的影响

为了改善纳米ZnO在涂料中的分散性,以钛酸酯偶联剂对其进行改性。研究了丙烯酸聚氨酯清漆、含未改性纳米氧化锌的丙烯酸聚氨酯涂层和添加钛酸酯偶联剂改性后的纳米氧化锌的丙烯酸聚氨酯涂层的防腐蚀性能。结果表明,经过钛酸酯偶联剂改性的纳米ZnO其团聚现象明显消失,与涂料表现出良好的相容性,所得的复合涂层的抗渗透能力明显比清漆和含未改性纳米ZnO复合涂层强。改性纳米ZnO显著提高了丙烯酸聚氨酯涂料的防腐性能。

耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整用镍系催化剂碱金属与碱土金属改性研究

在考察了多种过渡金属和稀土金属的基础上,选择了铈作为助剂,制备了Ni-Ce/Al2O3催化剂,系统地考察了碱金属如钠和钾,碱土金属如镁、钙、锶和钡对于耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整反应的影响,认为碱金属的加入降低了催化剂的稳定性,碱土金属的加入不仅提高了催化剂活性,而且提高了催化剂的稳定性。

纳米氧化锌的改性及其对NR胶料力学性能的影响

采用2种钛酸酯偶联剂用量体系（小用量和大用量）对纳米氧化锌进行表面改性,并用活化指数表征改性效果。考察了改性的纳米氧化锌在NR胶料中的力学性能随活化指数的变化规律。结果发现,在小用量时（钛酸酯质量分数1%-5%）,随活化指数的提高,胶料的力学性能随之提高;在大用量时（钛酸酯质量分数在20%-60%）,随活化指数的提高,胶料的力学性能随之降低。

四针状氧化锌晶须的表面改性

分别用硅烷偶联剂KH550、KH560和KH570对四针状氧化锌晶须进行表面改性研究,考察偶联剂的用量、处理方法等对改性效果的影响。结果表明:湿法改性效果优于干法,KH570的改性效果好于其它两种偶联剂。通过扫描电镜和力学性能测试对经KH570处理过的氧化锌晶须与聚丙烯制成复合材料的界面作用效果进行考查。结果显示:处理后的四针状氧化锌晶须与聚丙烯基体界面作用良好,所制备的复合材料力学性能优于未经处理的四针状氧化锌晶须所制备的材料。

纳米氧化锌的分散与表面改性研究

研究了纳米氧化锌在水体系中的分散及其分散后的表面改性处理。分别以聚乙二醇(PEG20000)和钛酸酯偶联剂(NDZ)为分散剂和表面改性剂,通过正交实验研究了分散剂、表面改性剂的用量以及球磨速度和研磨时间对分散稳定性和改性效果的影响。结果表明,最佳工艺条件为:1)分散过程中w(PEG20000)=0.5%,球磨速度为2 000 r/min、球磨时间为1 h;2)表面改性过程中w(NDZ)=1%、球磨时间为1 h、球磨速度为1 000 r/min。采用激光粒度测试仪及SEM对产物粒度及形貌进行了表征,改性后氧化锌颗粒以较小的粒径存在,分散性有明显的提高。

纳米氧化铟锡表面改性研究

在不同的分散体系中采用机械分散加超声波分散的方法对纳米氧化铟锡(ITO)粒子进行表面处 理,并采用TG-DSC,TEM对改性前后的ITO进行了分析和表征。结果表明:采用乙二醇为分散介质,加入偶 联剂(摩尔分数)KH570 1％或十八醇0.5％后,球磨15h和超声波处理30min可以使纳米ITO得到很好的 分散,纳米ITO表面改性效果好。

偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维对天然橡胶复合材料性能的影响

以天然胶乳浸润槟榔纤维,制备天然橡胶(NR)复合材料,研究偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维对NR复合材料性能的影响。结果表明:与未改性槟榔纤维的NR复合材料相比,偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维的NR复合材料的物理性能、耐溶剂性能和抗湿滑性能改善,剪切模量减小,滚动阻力提高;偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维的NR复合材料的综合性能优于偶联剂Si69和纳米氧化锌单独改性槟榔纤维的NR复合材料。

水溶性氧化石墨烯改性丙烯酸树脂的合成及性能

利用硅烷偶联剂(KH550)表面修饰氧化石墨烯(GO)得到产物NG,并与经甲乙酮肟半封闭的异佛尔酮二异氰酸酯(记为MI)接枝,得到NGMI。然后使其与甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)反应,制备了NGMI-HPMA。以此作为改性剂与丙烯酸单体进行自由基聚合,合成了水溶性GO改性丙烯酸树脂。通过傅里叶变换红外光谱仪表征了各物质的分子结构。探究了NGMI-HPMA的添加量对改性丙烯酸涂膜机械性能、耐摩擦性能、疏水性能以及隔热性能的影响。结果表明,随NGMI-HPMA用量增多,涂层的耐摩擦性能先提高后降低,疏水性和隔热性能均逐渐增强。当NGMI-HPMA用量为12.36%时,涂膜的综合性能最好:耐橡皮摩擦521次,水接触角67°,平衡温差为3.4℃。

原位改性纳米氧化镁/顺丁橡胶复合材料的制备与性能

采用原位改性的方法制备了硅烷偶联剂Si 75改性纳米氧化镁/顺丁橡胶复合材料,通过橡胶加工分析仪、扫描电镜等研究了其硫化特性、物理机械性能及动态力学性能。结果表明,当改性剂的用量为填料质量的3%时能有效提高纳米氧化镁/顺丁橡胶胶料的硫化速率和交联程度,且硫化胶的综合物理机械性能最好;与未改性氧化镁填充的顺丁橡胶相比,改性氧化镁与橡胶之间的相互作用得到了增强,纳米氧化镁在橡胶中的分散性有了较大程度的改善,从而提高了改性纳米氧化镁/顺丁橡胶硫化胶的物理机械性能和损耗因子。

钛酸酯偶联剂改性纳米MgO的研究

以钛酸酯偶联剂为改性剂,采用超声波分散的方法对纳米氧化镁(MgO)进行了表面改性。研究了偶联剂用量、改性温度、改性时间对纳米MgO表面改性的影响。通过活化指数实验和扫描电镜的方法表征了纳米MgO的改性效果。结果表明:当钛酸酯偶联剂用量为2%(质量分数),改性温度为50℃,改性时间为60min时,纳米MgO的表面改性效果最好。