含铬废水和污泥中铬的处理研究进展

随着“绿色发展”观念的持续推进,传统制革行业因其生产工艺中产生的污染而逐渐受到冲击。制革鞣制过程所产生铬鞣废水及其处理后所产生的污泥,若得不到有效处理和利用,不仅会对环境和人的身体健康产生危害,还会造成铬资源的大量浪费,经济、高效的铬处理与利用技术的开发已迫在眉睫。基于此,分别对制革过程产生的含铬废水及其沉淀过程产生的污泥中铬的处理方法进行了介绍,如循环利用法、电絮凝法、生物沥滤法和超临界水氧化法等,并对含铬废水和污泥中铬的处理回收方法的发展进行了总结和展望,旨在为我国皮革行业的绿色化发展提供一种新的思路。

乳化工艺对高粘度硅油乳液粒径及分布的影响

以粘度为2 000 Pa·s的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和十六烷基改性硅油(CMSO)为原料,非离子复配表面活性剂为乳化剂,采用机械乳化法制备小粒径高粘度硅油乳液,分析了乳化剂和十六烷基改性硅油用量、乳化方法、乳化时间以及搅拌速度对乳液粒径及分布的影响.结果表明,当CMSO用量为30%,乳化剂用量为10%,乳化时间为50 min,搅拌速度为1 500 r/min时,高剪切正相法制得乳白色至蓝白色高粘度硅油乳液,含固量为30%、平均粒径D50为257.7 nm.

反相乳液聚合法制备缔合型耐盐聚合物及其流变性能

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-十二烷基磺酸钠(AMC_(12)S)、疏水单体29-(4-辛基苯氧基)-3,6,9,12,15,18,21,24,27-壬氧烷酮基甲基丙烯酸酯(GTE-10)为原料,通过反相乳液聚合法制备了一种缔合型耐盐聚合物p(AM/AMC_(12)S/GTE-10)。通过FTIR、~1HNMR、SEM、TEM及激光粒度分析仪对其结构和形貌进行了表征,并对其流变性能、触变性能和黏弹性进行了评价。结果表明,疏水单体GTE-10成功引入聚合物中,聚合完成后的乳液粒径分布集中且均一,盐(NaCl、CaCl_(2))的加入使p(AM/AMC_(12)S/GTE-10)分子聚集态更紧密,形成的空间网络结构更稳定。质量分数为0.7%的p(AM/AMC12S/GTE-10)聚合物水溶液在140℃时表现出较好的耐温性能;在120℃、170s^(–1)条件下剪切1 h,在质量浓度为20000 mg/L的NaCl和CaCl_(2)水溶液中分别配制质量分数0.7%的聚合物溶液,其表观黏度分别为64.8和54.1m Pa·s;聚合物具有较好的剪切恢复性能;盐水条件下储能模量大于损耗模量,金属离子与苯氧乙烯基发生络合反应,使分子间作用力增强,形成的空间结构更稳定且难被破坏,黏弹性更高。

油田化学剂中的总氯含量测定

介绍了一种测定油田化学剂中总氯含量的新方法.该法用氢氧化钠-乙醇溶液将有机氯转变为氯离子,采用电位滴定法测定不同类型油田化学剂中的总氯含量.该方法的测量范围为0.50μg/g^0.5 g/g,具有分析成本低、操作简单、准确度高及重复性好的优点.

生物质造纸化学品的研究进展

介绍了多种生物质造纸化学品的研究现状,重点介绍了生物质增干强剂、中性施胶剂、表面施胶剂、助留助滤剂、絮凝剂等。并对当前需要大力开发的高性能生物质造纸化学品进行了展望。特别对淀粉基、纤维素基、木质素基、壳聚糖基造纸化学品的制备及作用机理进行了论述。

基于原位生长法制备纤维素气凝胶@ZIF-8复合材料及其对溶菌酶固定化的研究

随着生物化学和生命科学等领域的快速发展,酶工程成为研究热点;然而由于游离酶的结构敏感、易失活失效、且回收利用困难等,极大限制了它的发展和应用。通过吸附等手段将酶固定到特定载体中,可以提高酶活性和稳定性。本研究采用原位生长法制备结构规整的纤维素气凝胶@沸石咪唑酯骨架材料-8(ZIF-8)复合材料,并通过ZIF-8与蛋白之间的多重相互作用成功将溶菌酶固定;考察了pH值、盐浓度、吸附时间和吸附浓度对复合材料吸附性能及对固定化性能的影响。研究结果表明,纤维素气凝胶@ZIF-8对溶菌酶的最大固定化值为111.3 mg/g,并可在40 min内即可达到吸附平衡。催化实验研究结果发现,与游离酶相比,纤维素气凝胶@ZIF-8固定的溶菌酶具有更佳的催化效果。

离子型表面活性剂与疏水缔合聚丙烯酰胺的相互作用

通过动态流变、幂律模型、动/静态激光光散射以及荧光光谱考察了丙烯酸十八酯(ODA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)经超声辅助(Ultrasonic assist)自由基共聚制得的疏水缔合聚丙烯酰胺(UHAPAM)的动态流变性及其与阴阳离子型表面活性剂(十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB))之间相互作用关系。结果表明,这种假塑性流体的临界聚集浓度(CAC)为0.27%。当UHAPAM水溶液浓度高于CAC时,SDS影响分子间疏水缔合,使水溶液表观粘度下降;CTAB反而改善疏水缔合性,使表观粘度明显增加,但增粘效果越来越缓和。表面活性剂均使溶液触变性降低。同时,形状因子(〈Rg〉/〈Rh〉)在SDS-UHAPAM体系里随SDS浓度的增加而增加,聚合物分子线团变得相对舒展;而在CTAB-UHAPAM体系里则随CTAB浓度增加而出现最低值,聚合物分子链段历经一个卷缩然后舒展的过程。在SDS和CTAB胶束中加入UHA-PAM,SDS聚集数先减小后增大,而CTAB聚集数则持续增加。

聚醚有机硅的合成及其在消泡剂中的应用

为减少工艺流程中的有害泡沫,研制了一种聚醚有机硅消泡剂。在Pt催化剂的作用下,利用端基含氢硅油与烯丙基聚醚发生硅氢加成反应制备聚醚有机硅(PESO),并对其进行结构表征和应用。探讨不同结构的PESO对消泡剂性能的影响,结果表明:端基型烯丙基聚氧乙烯醚有机硅复配的消泡剂具有水分散性好,消泡迅速,抑泡时间长等特点,尽管消泡剂的抑泡性能随PESO数均分子质量的增大可得到明显改善,但同时消泡剂的外观效果及贮存稳定性受到了很大的限制。

聚氨丙基/甲基倍半硅氧烷纳米球的合成与表征

以甲基三乙氧基硅烷（MTES）为前驱体,γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）为改性剂,氢氧化钠（Na OH）为催化剂,十二烷基磺酸钠/脂肪醇聚氧乙烯醚（SDS/AEO-9）为复合乳化剂,在水体系中通过乳液聚合制得了不同粒径、单分散的聚氨丙基/甲基倍半硅氧烷（PAMSQ）纳米球。用FTIR、XPS、TGA、DLS、FESEM及AFM等对PAMSQ纳米球的结构、耐热稳定性、粒径分布和微观形貌进行表征。结果表明,PAMSQ具有预期结构;TGA证实PAMSQ具有良好的耐热稳定性;单分散、规则球形的PAMSQ纳米粒子的粒径随Na OH浓度的增加而增加,当Na OH浓度为4.5~20.0 mmol/L时,PAMSQ的平均粒径在30~150 nm之间。

仿生超疏水棉织物的制备与表面分析

以荷叶表面微/纳米结构为参考模型,先用硅溶胶处理天然棉织物,再用N-β-氨乙基-γ-氨丙基聚二甲基硅氧烷(ASO-1)对其进行修饰,获得了微/纳米二元粗糙的超疏水织物,水滴在该织物表面接触角可达160.5°。场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察发现超疏水纤维表面存在大量均匀分布的纳米微凸体。接触角分析表明织物织造过程中形成的微米级粗糙度和ASO-1膜的存在是织物疏水的主要原因,纳米微凸体能减少纤维与水的接触面积,提高水在纤维表面的接触角,使织物由疏水转变为超疏水。最后用X射线光电子能谱仪(XPS)证实了纤维表面SiO2粒子和ASO-1膜的存在。

全氟水性聚氨酯-聚丙烯酸酯纸张防油剂的制备及性能研究

为制备一种环保型水性纸张防油剂,以丙烯酸单体为溶剂,首先进行异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二醇(PTMG1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、全氟烷基乙基醇(FEOH)和丙烯酸羟乙酯(HEA)等的聚氨酯链段的聚合反应,经水乳化分散后,再进行丙烯酸单体的自由基聚合反应,制备了全氟水性聚氨酯-聚丙烯酸酯纸张防油剂。并通过红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析(TG)对聚合物结构性能进行了表征。同时,纸张防水防油应用实验表明,对水和液体石蜡的接触角,可分别达到130.2和113.5°,达到了优异的防水防油效果,并对纸张应用性能进行检测,可以满足日常生活中特种纸的要求。

葡萄糖改性有机硼交联剂在水基聚乙烯醇压裂液中的应用

为验证聚乙烯醇作为水基冻胶压裂液的可行性,提出葡萄糖改性有机硼交联剂的压裂液体系.采用实验室自制葡萄糖改性有机硼交联剂,得出原料最佳配比n(硼砂):n(葡萄糖)=1∶1.5.葡萄糖改性有机硼交联剂对聚乙烯醇有很好的延时性和耐高温性,其交联时间可以控制在60～500 s之间,耐热温度在70℃左右.以聚乙烯醇为稠化剂的水基冻胶压裂液的最低有效浓度可达1.1%.

聚丙烯酸酯/纳米SiO_2织物涂层整理剂的性能

采用溶胶-凝胶法制备SiO2溶胶,将其与聚丙烯酸酯乳液进行复合制备聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液,并将其用于织物的涂层整理。采用动态激光光散射(DLS)和透射电镜(TEM)对乳液进行了表征,考察了SiO2溶胶对复合乳液性能以及应用后织物防水透湿性能的影响。结果表明,乳胶粒与SiO2溶胶粒径在100 nm～120 nm,溶胶在乳液中分布均匀;SiO2的引入及均匀分散使成膜的断裂强力提高2倍,断裂伸长率提高6.3%,吸水率基本不变;当上胶量为71g/m2左右时,SiO2溶胶的加入会使涂层的防水性能提高,且透湿量基本不变。

氟碳改性聚丙烯酰胺的合成及絮凝性能评价

以甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为疏水单体、丙烯酰胺(AM)为主单体、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为阳离子单体,以过硫酸钾和亚硫酸氢钠为复合引发剂,采用水溶液自由基共聚合法合成了氟碳型共聚物P(AM-DMDAAC-HFMA)。分别考察了反应温度、pH值、引发剂用量、疏水单体加入量等因素对P(AM-DMDAAC-HFMA)产率及其阳离子度的影响,同时考察了P(AM-DMDAAC-HFMA)的絮凝性能和对含油废水的除油效果。结果表明,在聚合温度55℃、聚合体系pH=7、引发剂(过硫酸钾和亚硫酸氢钠)用量为单体总质量的1.5%、m(AM)∶m(DMDAAC)∶m(HFMA)=68∶22∶10、总单体质量分数为28%的条件下,三元共聚物P(AM-DMDAAC-HFMA)的产率及其阳离子度最高,其对硅藻土悬浮液有较好的絮凝性能;在温度20℃、硅藻土悬浮液pH=7、P(AM-DMDAAC-HFMA)投加量10mg/L条件下,硅藻土悬浮液上清液透光率和絮凝时间分别为99.5%和10s。与聚丙烯酰胺(PAM)、实验室合成P(AM-DMDAAC)相比,P(AM-DMDAAC-HFMA)对含油废水具有优越的除油效果;当共聚物加入量为30mg/L、温度40℃、pH=10时,除油率达到95.2%。

CHJ阴离子清洁压裂液的性能评价

制备了以阴离子表面活性剂为主剂的CHJ清洁压裂液,并研究了其主要性能。CHJ清洁压裂液黏度随稠化剂加量的增加而增加,随KCl加量的增大先增加后降低,在KCl质量分数约2.7%时,黏度达到最大值360 mPa.s。该清洁压裂液在100℃、170 s-1下的耐温耐剪切性能良好。在80、120℃时,砂粒在压裂液中的沉降速度分别为11.124、18.840 mm/min,携砂性较好。煤油加量为3%时,压裂液在70 min左右破胶,清洁压裂液黏度降至5 mPa.s以下,破胶液表面张力为26.10 mN/m,界面张力为0.73 mN/m,比较符合现场施工要求。清洁压裂液的破胶液对岩心的伤害率为7.65%。

自生热增能压裂液的室内研究

在一种酸性条件下可交联的改性瓜胶压裂液中加入生热药剂NH4Cl和NaNO2,得到了一种自生热增能压裂液。实验研究了NH4Cl和NaNO2的放热反应影响因素,并对优选出的压裂液配方进行了性能评价。结果表明,该压裂液自动升温增压,就地泡沫化自动降低密度,具有优良的破胶性能、携砂性能、降滤失性能、助排性能,其兼具泡沫压裂液的技术优点和常规水基压裂液的经济性,满足了低压低渗透油气藏压裂液的要求。

一代端羧基超支化聚合物的制备与表征

首先采用二乙醇胺(DEA)与丙烯酸甲酯(MA)反应得到AB2型单体N,N-二羟乙基-3-氨基丙酸甲酯;然后以三羟甲基丙烷为核,在对甲苯磺酸的催化下,与N,N-二羟乙基-3-氨基丙酸甲酯反应得到端羟基超支化聚合物(HPAE-OH);最后采用顺丁烯二酸酐对端羟基超支化聚合物进行端基改性,制得端羧基超支化聚合物(HPAE-C)。优化的一代端羧基超支化聚合物的合成条件为:催化剂质量分数0.7%(基于反应物料总质量),反应投料比n(OH)∶n(马来酸酐)=1∶1.1,反应时间4 h,反应温度80℃。采用IR、1HNMR和13CNMR对端羧基超支化聚合物的分子结构进行了表征,采用表面张力仪研究了聚合物的表面活性。

微泡沫酸性清洁压裂液的制备及性能

合成一种非离子表面活性剂脂肪酰胺丙基-N,N-二甲基叔胺(SCF-18)作为增稠剂,以NaHCO3为起泡剂,在酸性条件下交联,制得一种微泡沫酸性清洁压裂液。对该体系的性能进行了室内评价,结果表明,质量分数分别为3%SCF-18+0.5%缓蚀剂ATMP+3.6%NH4Cl+1%冰乙酸+0.5%NaHCO3,90℃、170 s-1剪切60min,压裂液的黏度为75 mPa.s,具有较好的耐温耐剪切性;在温度低于70℃时,储能模量远大于耗能模量,黏弹性良好;90℃体系的砂降速度为0.766 1 mm/s,具有很强的携砂能力;加入质量分数5%的原油,40 min即可破胶,破胶液黏度为2.84 mPa.s。通过化学反应形成的CO2微泡沫可以有效地降低压裂液的滤失量,同时可以提高返排率,降低对底层的伤害,改善压裂效果。

阳离子全氟烷基水性聚氨酯涂膜表面性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料,采用全氟乙基辛醇(FEOH)封端改性,制备了含全氟烷基侧链的阳离子含氟水性聚氨酯。通过红外光谱(IR)对聚合物结构进行了表征,测量了涂膜与水和乙二醇的接触角,用表面电子能谱仪(ESCA)检测了聚氨酯成膜后的含氟成分的分布情况,并考察了该涂膜的耐热性和耐蚀性能。研究发现,全氟烷基聚氨酯成膜时产生了较大取向作用,含氟基团向空气/聚合物界面伸展,有明显的"趋表"现象,这有利于形成低能表面,对聚合物内部分子形成了很好地保护作用,使涂膜具有较高的耐热性及优异的耐蚀性能。

基于香豆素型荧光增白剂的返黄抑制剂的合成与性能

采用Pechmann法,以间苯二酚和乙酰乙酸乙酯为原料,在酸催化剂下发生脱水缩合反应合成了7-羟基-4-甲基香豆素荧光增白剂。再以三聚氯氰为交联分子,将受阻胺型光稳定剂2,2,6,6-四甲基哌啶胺与香豆素型荧光增白剂引入同一分子中,再引入牛磺酸,合成了一种新型的高得率浆返黄抑制剂。采用红外光谱对返黄抑制剂的结构进行表征,并用紫外光谱、荧光光谱探讨了其返黄抑制机理,通过紫外光加速老化实验考察了返黄抑制剂的应用效果。结果表明,合成的返黄抑制剂的返黄抑制效果优于7-羟基-4-甲基香豆素和2,2,6,6-四甲基哌啶胺。