基于农业废弃物纤维素的新型复合吸水材料的制备及应用

以小麦秸秆纤维素(WSC)、红土(LA)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为主要原料,采用自由基聚合法制备了一种低价、环保型的WSC-g-P(AA-co-AM)/LA复合吸水材料。通过红外光谱分析(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)等物理表征对其结构及形貌进行了分析。探究了不同反应条件对材料吸液性能的影响,并对其保水性能进行了测试。结果表明:该复合吸水材料具有良好的吸水性能(蒸馏水790g/g,自来水290g/g, 0.9%NaCl溶液95g/g)。探讨了土壤类型、材料粒径及含量对土壤中水分蒸发速率的影响,结果表明其在沙漠地区具有较好的应用前景。

基于西瓜果肉的环保型复合吸水材料的制备研究

通过西瓜果肉(WMF)和中和丙烯酸(AA)的自由基接枝共聚,成功合成了一种基于生物质材料的低成本、环保型的高吸水复合材料(WMF-co-AA),并通过扫描电子显微镜和红外光谱分析仪对其结构和形态进行表征。探究了WMF含量对复合材料溶胀能力的影响,对复合材料的吸水率、保水性、耐热性、耐盐性进行了研究。结果表明,WMF成功地接枝在丙烯酸单体上,且复合材料在去离子水和0.9%(wt,质量分数)NaCl溶液中的最佳吸水率分别为702g/g和70g/g。在pH范围为4~10的溶液、不同的盐溶液及阴离子表面活性剂溶液中也具有优异的溶胀性能,表明其具有良好的pH稳定性和耐盐性。此外,复合吸水材料对多价金属离子具有一定的吸附性能。

聚二炔酰胺/有机蒙脱土复合材料的热致可逆变色性能研究

室温条件下以254nm波长的紫外灯照射层间插有乙二胺修饰的10,12-二十五碳二炔酸的有机蒙脱土,引发二炔酰胺单体聚合,得到蓝色聚N-(2-氨基乙基)-10,12-二十五碳二炔酰胺/有机蒙脱土(聚(PCDA-NH2)/OMMT)复合材料.采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜及热重分析对该复合材料的结构、形貌及热稳定性进行了表征.热致变色实验结果表明,该复合材料加热至100℃时,颜色由蓝变红,冷却后颜色变为棕色,在加热-冷却循环实验中,复合材料颜色在棕色与红色之间可逆转变,说明制备的复合材料具有热致可逆变色性能.

不同草原类型下气候和土壤对植物叶片碳水资源获取和利用性状的影响

“最小成本理论”(least-cost theory,LCT)反映了植物叶功能中光合作用所需水资源和碳资源的共同优化投资方式,已在全球和许多区域尺度得到了有力的支持。目前,有关干旱、半干旱区不同草原类型的区域尺度下植物光合作用水碳资源获取和利用策略的研究少且缺乏相应的理论指导。本研究以我国甘肃省从东到西沿降水梯度下的森林草原、典型草原和荒漠草原共3种草原类型中的71个物种为对象,运用LCT理论模型来分析该区灌木、草本植物叶片的水碳资源获取和利用功能性状间的关系及其随气候和土壤梯度的变化规律,并在此基础上构建与单位面积氮含量N_(area)变化相关的多元线性模型。结果显示:比叶重(LMA)和N_(area)均随光合有效辐射的增强而增大,随年均降水量、年均最低温以及土壤黏粉粒含量、土壤水分含量和土壤有机质含量的增加而降低,但胞间CO_(2)与空气CO_(2)浓度比(c_(i)∶c_(a))随气候和土壤变化的趋势与LMA和N_(area)相反;3种不同草原类型下,N_(area)随LMA的增大而增加,同时,N_(area)随c_(i)∶c_(a)的增加呈下降趋势,且3种草原类型下的两组性状间的线性拟合斜率间差异均不显著;对叶片N_(area)与环境梯度和结构因子的多元线性拟合发现,影响N_(area)变化的因素中,LMA和c_(i)∶c_(a)的影响最大,其次是降水量和土壤水分;另外,大气光合有效辐射和年均最低温对N_(area)的影响显著。我们的研究不仅弥补了叶片光合作用所需水碳资源在该区域尺度研究的不足,还将重要土壤因子与叶关键功能性状相结合进行拟合,研究结果可为未来气候条件下该区域的生态安全管理提供科学指导。