氧气在聚丙烯内吸附和扩散的分子模拟

采用巨正则Monte Carlo和分子动力学模拟相结合的方法研究了氧气在不同聚合度的聚丙烯内的吸附和扩散.模拟结果表明,随聚丙烯聚合度的增加,聚丙烯对氧气的吸附量逐渐增加,而氧气在聚丙烯内的扩散系数减小;当聚合度增大到一定程度时,吸附量和扩散系数都趋于一稳定值.随温度的升高,氧气在聚丙烯内的吸附量减少,而扩散系数增大.本文还应用自由体积理论探讨了氧气在聚合物内扩散的机理,发现氧气在聚丙烯内以空穴形式存在的自由体积之间扩散,即氧气先在一个空穴内不停振动,然后通过聚丙烯链段运动形成的通道跳跃到下一个空穴来完成扩散.结果表明,较高聚合度的聚合物材料在常温及低温下使用对于其在食品包装材料中的应用是有利的,这为食品包装材料行业相关产品的应用开发提供了一定的指导和依据.

葡萄糖和蔗糖热分解过程的动力学分析

对葡萄糖和蔗糖的热分解过程进行了TG-DTA研究,采用Kissinger法、Friedman法及非线性拟合法获得了分解过程的反应机理和动力学参数.结果表明,葡萄糖比蔗糖更易分解.葡萄糖的分解过程分别为二级和一级反应,蔗糖的分解过程分别为n级和一级反应.利用非线性拟合法给出了葡萄糖与蔗糖热分解过程的完整反应途径和动力学参数,葡萄糖三阶段的活化能分别为132,150和253kJ/mol,指前因子分别为11.6,11.1和19.6s^(-1);蔗糖两阶段的活化能分别为105和229kJ/mol,指前因子分别为8.2和18.6s^(-1).

双层刮膜法中聚砜膜结构的控制和性能研究

同时刮膜法是一种利用涂层与支撑层分离来制备高表面开孔率微孔膜的方法.本文采用同时刮膜法制备PSf微孔膜,考察了底层制膜液中聚砜的浓度、添加剂PVPK-90含量、凝胶浴温度以及PEI涂层厚度等参数对膜结构和性能的影响.结果表明,PSf溶液中聚合物浓度增大使溶液的黏度明显增大,同时膜表面凹洞数目减少,孔径减小,且水通量减少.添加剂PVP提高了孔与孔间的连通性,PSf膜的纯水通量随着PVP含量的增加而增大.提高凝胶浴温度,对膜孔隙率影响较小,但平均孔径和水通量增大.PEI层的厚度影响相分离前锋到达PEI与PSf溶液界面的时间,PEI层越厚,PSf膜表面结构就越疏松,膜孔径和水通量越大,但孔隙率反而下降.上述结果对双层刮膜法制备孔径可控高通量的微孔膜具有重要意义.

双层刮膜中分层／粘结和开孔结构形成机理研究

以PEI与PSf为对象,研究了双层刮膜过程中两种高分子分层的原因,考察了PSf膜表面开孔结构的形成原理.考察了两层制膜液间的凝胶值之差、膜的收缩率以及添加剂PVPK-90等热力学和动力学参数对分层/粘结性的影响.研究发现,凝胶值作为一个热力学参数不能单独作为高分子分层/粘结的标准;同时发现,通过提高凝胶浴温度减少PEI膜与PSf膜之间的收缩率差别可以促进粘结.研究还发现,PVPK-90起到了促进膜层间粘结性的作用.采用含不同量溶剂的凝胶浴,证明了双层刮膜过程中PSf膜的表面开孔结构是由于PEI膜为支撑层提供了一个近似富含溶剂的凝胶浴得到的.

功能化磁性Fe_3O_4纳米粒子用于含Cu^(2+)废水的净化

采用共沉淀法制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子(SPION),并通过硅烷化在SPION粒子表面引入3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES),制得氨基化磁性纳米粒子(Fe3O4-NH2),比较改性前后SPION对于重金属离子Cu2+的吸附,分别考察吸附溶液的pH和Cu2+初始质量浓度(ρ)对吸附效果的影响。结果表明:吸附量均随溶液pH和ρ的升高而增加,在pH为5时达到最大吸附量,ρ为5 g/L时均达到吸附平衡,Fe3O4和Fe3O4-NH2吸附量分别为12.49和103.41 mg/g。

电解质溶液界面结构的分子动力学模拟研究

电解质溶液界面结构的研究不仅具有重要的理论意义,而且具有一定的实用价值.采用分子动力学模拟研究了LiCl,LiBr,LiI,NaI,KI,CsI水溶液中阴阳离子在1×10~5Pa和300 K下的气液界面分布情况,探讨离子水化与电解质溶液界面结构的关系,并分析阳离子水化能力的强弱对共存阴离子在界面富集分布的影响.通过对模拟结果的分析发现,离子的水化能力越强,就越能形成稳定的水化结构而处于本体相中,水化能力越弱,则越易在界面富集.该机理合理地解释了离子在界面的分布现象,阳离子水化能力一般较其共存阴离子强而处于本体相,阴离子则趋向在界面处富集;不同阴离子在界面的密度分布也与阴离子的水化能力相关,阴离子水化能力越弱,其在界面富集程度越高,不同阴离子在界面的富集趋势为Cl^-<Br^-<I^-;阳离子水化能力的强弱也影响其共存阴离子在界面的富集程度,阳离子的水化能力越弱,其共存阴离子在界面的富集程度就越低.