表面羧基化聚丙烯酸酯多孔微球的制备及其铜离子吸附性能研究

以浓乳液作为悬浮聚合的油相,采用水（W）/油（O）/W浓乳液/悬浮聚合方法制备出了内部具有通孔结构、粒径均一的聚甲基丙烯酸叔丁酯多孔微球。结果表明,通过研究乳化剂含量、搅拌速度等参数对多孔微球的内部微孔形貌与微球粒径的影响,发现当乳化剂含量为4 %时,得到的聚合物微球内的微孔结构分布均匀;而聚合物微球的平均粒径会随着搅拌速度的增大而减小。将不同粒径的多孔微球进行酸化水解后得到了表面羧基官能化的聚合物多孔微球,利用其丰富的通孔结构实现了对铜离子（Cu²⁺）的有效吸附,当微球平均粒径介于200~300 μm时,铜离子的去除率最高,可达99.3 %。     

Alg@TiO2微球稳定的Pickering乳液用做防晒乳成分的研究

为了开发一种兼具防晒功能和乳液稳定性的防晒乳配方,设计了一种负载二氧化钛纳米颗粒的海藻酸钙微球（Alg@Ti O₂微球）来稳定Pickering乳液,用作防晒乳成分。考察了油水比和微球含量对Pickering乳液的影响,探究了乳液类型,并进行了长期保存稳定性测试。结果表明,Alg@Ti O₂微球形状为球形,大小为2～6μm;Alg@Ti O₂微球中二氧化钛纳米颗粒含量为43%;微球与油水的三相接触角为120°;当油水比为1∶1,微球含量为3%（w/%）时,稳定的白油/水体系Pickering乳液为油包水型（W/O型）,经100 d室温保存后乳液状态保持稳定。通过紫外吸收实验,和包括市售防晒乳在内的其他3种防晒乳相比,该Pickering乳液具有优异的防晒性能。通过皮肤表面清洗实验,该Pickering乳液具有易清洗的特性。     

分子印迹聚合物微球对亚甲基蓝的去除特性研究

以亚甲基蓝为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂．采用沉淀聚合法制备了亚甲基蓝分子印迹聚合物微球（MIP）。用扫描电镜表征了MIP的形貌,结果显示制备的MIP的粒径为1～3μm,粒径较为均匀。考察了MIP对亚甲基蓝的吸附性能,结果表明其吸附动力学过程可以用假二级吸附速率方程来描述,MIP对亚甲基蓝的最大吸附量为27．1mg／g,吸附效果较好,可以用于染料废水中亚甲基蓝的分离富集。     

β-环糊精固化单宁复合微球制备及吸附性能研究

以β-环糊精、单宁为单体,环氧氯丙烷为交联剂,反相悬浮交联制备β-环糊精/单宁复合微球。通过红外光谱法、X射线衍射法对微球进行表征,证明单宁成功固定在β-环糊精上。以阳离子染料亚甲基蓝为有机吸附质模型,考察了染料初始溶液pH、初始溶液质量浓度对微球吸附性能的影响。吸附性能实验表明,pH在中性条件下,β-环糊精空腔与单宁酚羟基协同作用,有利于提高微球与亚甲基蓝之间的静电吸附能力,吸附率为80.31%;当亚甲基蓝初始浓度增大至1000 mg/L时,网络中的空隙被填充,吸附位点趋于饱和,吸附量最大达到630.41 mg/g。β-环糊精/单宁复合微球具有较好的重复使用性能,大大提高了2种单体在工业废水吸附领域的应用价值。     

分子印迹聚合物微球对亚甲基蓝的去除特性研究

以亚甲基蓝为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用沉淀聚合法制备了亚甲基蓝分子印迹聚合物微球(MIP)。用扫描电镜表征了MIP的形貌,结果显示制备的MIP的粒径为1~3μm,粒径较为均匀。考察了MIP对亚甲基蓝的吸附性能,结果表明其吸附动力学过程可以用假二级吸附速率方程来描述,MIP对亚甲基蓝的最大吸附量为27.1 mg/g,吸附效果较好,可以用于染料废水中亚甲基蓝的分离富集。     

PAM/SA/CNFs复合水凝胶的制备与性能研究

通过溶液交联聚合法制备了聚丙烯酰胺(PAM)/海藻酸钠(SA)/纤维素纳米纤维(CNFs)半互穿网络结构复合水凝胶。研究了不同添加量的CNFs对SA/PAM/CNFs复合水凝胶的溶胀性能和力学性能的影响;并测定了该复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附性能。结果表明:当CNFs添加量为0.1ω/%时,复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附效果最好,且平衡溶胀度最大为9.47,复合水凝胶压缩应力达到114.64 kPa。     

TiO2/羟基磷灰石复合微球的合成

将乙酰丙酮稳定的钛酸四正丁酯分散到含有硬脂酸的水中,接着加入Ca²⁺、H₂PO₄^-源,然后通过150℃的水热过程,合成了TiO₂/羟基磷灰石(HAP)复合微球。其中的硬脂酸作为界面媒介吸附Ca²⁺,确保生成的羟基磷灰石的粒子吸附在分散的钛酸四正丁酯球形"油滴"表面。经水热过程,分散的油滴转化为TiO₂ 为内核,HAP为壳层的复合微球。HAP粒子组成的微球外壳层对内核钛酸四正丁酯水解及缩聚反应而引起的体积收缩产生抑制作用,从而对最终的TiO₂ 内核的微结构产生影响。亚甲基蓝的紫外光催化降解实验结果表明,复合微球的光催化性能与微球对亚甲基蓝的平衡吸附量有密切的关系,并取决于产品的微结构。当复合微球中羟基磷灰石的理论质量分数为1%~1.5%时,微球对亚甲基蓝显示了较高的光催化降解效率。     

Dawson型磷钨酸季铵盐对亚甲基蓝废水的光催化降解

采用共沉淀法制备了一种新的Dawson型磷钨酸十二烷基三甲基铵盐[C₁₅H₃₄N]₆P₂W₁₈O₆₂·2H₂O,通过红外光谱、热重分析、EDS能谱和扫描电镜对其组成、结构及形貌进行了表征,采用BET氮气吸附测定了比表面积。以亚甲基蓝为模拟染料废水,研究其光催化性能和降解亚甲基蓝的动力学行为,研究结果表明：14 mg/L的50 mL亚甲基蓝模拟染料废水在pH为4的条件下,加入20 mg催化剂,35 W紫外灯光照2 h,亚甲基蓝降解率达到95.0%,光催化降解反应符合一级动力学模型,动力学方程为：lnρ₀/ρ_t=0.051 7t,降解速率常数为0.051 7 min^-1,半衰期为13.4 min,表明Dawson型磷钨酸十二烷基三甲基铵对亚甲基蓝的降解具有高效的光催化活性,且重复使用催化性能好,循环5次后的降解率达到94.53%。     

离子液体包水微乳体系制备壳聚糖纳米微球及吸附水中氟离子的研究

以壳聚糖水溶液、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[C₄min]PF₆）、不同质量比的TX-100和正丁醇为原料构建离子液体包水微乳液体系,并对其进行了表征。采用反相微乳液交联技术制备壳聚糖纳米微球,并将其应用于吸附水溶液中的氟离子。结果表明,选取质量比为4∶1的TX-100/正丁醇为乳化剂构建稳定的离子液体包水微乳液,粒径范围在10 nm以内,黏度低且稳定。红外光谱分析结果表明,壳聚糖纳米微球成功交联,粒径在200 nm以内,对于去除废水中氟离子具有良好的效果,其中脱氟率达到（60.28±1.96）%,平均吸收量为1.558 mg/g。     

乳液法结合溶胶-凝胶法制备多孔TiO2微球

为了进一步提高二氧化钛（ TiO₂）的反射率,采用乳液法结合溶胶 -凝胶法,以聚乙二醇（PEG）为相分离诱导剂,制备了内部具有不连续多孔结构的 TiO₂微球。考察了 PEG的添加量对 TiO₂微球内部孔径大小的影响。研究结果表明： TiO₂微球内部的孔径随 PEG的用量增加而增大。基于溶胶-凝胶转变和相分离过程,详细介绍了多孔 TiO₂微球的形成机理。当 PEG的添加量为 9.0%时,所制备的多孔 TiO₂微球在近红外区的积分平均反射率为 84.9%,比常见钛白粉提高了 5.4%。     

海藻酸钠/二氧化硅杂化微球结构与吸附性能

利用海藻酸钠（SA）和正硅酸四乙酯（TEOS）为原料,并利用醇解TEOS提供二氧化硅（SiO₂）源与SA分子结构上的羟基（-OH）进行反应,制备一系列不同组分的杂化微球。采用旋转流变仪（DHR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-射线光谱（XRD）、热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）和氮气吸附-脱附方法（BET）对杂化溶液的流变性能以及杂化微球的化学结构、结晶能力、热分解能力、微球形貌、比表面积和孔径进行分析,并研究了其对亚甲基蓝（MB）和重金属铜（Cu²⁺）的吸附能力。结果表明：SA/SiO₂杂化溶液体系黏度下降,在初始剪切速率25s^-1时杂化溶液黏度比SA黏度低了2.2Pa·s;FTIR图说明SA中羟基与TEOS中的硅氧键反应生成硅氧碳键,TEOS与SA发生化学反应;杂化微球结晶曲线中CA结晶特征峰强度降低,同时出现SiO₂的结晶特征峰;杂化微球分解温度由250℃提升到310℃,热分解温度提高;BET测试得到海藻酸钙（CA）比表面积为7.254m²/g,孔径为19.65nm,CA/SiO₂杂化微球的比表面积为49.151m²/g,孔径为21.75nm,杂化微球比表面积提高,孔径类型为介孔;当MB初始浓度为100mg/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到87.09%;当Cu²⁺初始浓度为2.5g/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到86.8%。     

Preparation of monodispersed porous polyacrylamide microspheres via phase separation in microchannels

We report on the formation of polyacrylamide (PAM)/polyethylene glycol (PEG) core/shell droplets in a microchannel via the polymerization-induced phase separation of an acrylamide (AM)/PEG aqueous system. Monodispersed porous PAM microspheres were prepared from the PAM/PEG core/shell droplets, and we examined the effects of experimental parameters on the phase separation process and on the particle size and pore structure of the resulting PAM microspheres. PAM microspheres could be readily obtained with adjustable particle sizes and porosities by altering the PEG and crosslinker contents and by using PEG with different molecular weights. The relation between the swelling value and porosity is correlated.     

Characterization of self-standing Ti-containing porous silica thin films and their reactivity for the photocatalytic reduction of CO2 with H2O

Self-standing porous silica thin films with different pore structures were synthesized by a solvent evaporation method and used as photocatalysts for the photocatalytic reduction of CO₂ with H₂O at 323 K. UV irradiation of these Ti-containing porous silica thin films in the presence of CO₂ and H₂O led to the formation of CH₄ and CH₃OH as well as CO and O₂ as minor products. Such thin films having hexagonal pore structure exhibited higher photocatalytic reactivity than the Ti-MCM-41 powder catalyst even with the same pore structure. From FTIR investigations, it was found that these Ti-containing porous silica thin films had different concentrations of surface OH groups and showed different adsorption properties for the H₂O molecules toward the catalyst surface. Furthermore, the concentration of the surface OH groups was found to play a role in the selectivity for the formation of CH₃OH.     

Preparation and photocatalytic performance of anatase-mounted natural porous silica, pumice, by hydrolysis under hydrothermal conditions

A natural porous silica, pumice, was used as a substrate for photocatalytic TiO₂. Mounting of anatase-type TiO₂ was successfully performed through hydrolysis of TiOSO₄ under hydrothermal conditions. Anatase-mounted pumice particles thus prepared were floating and rotating on the surface of water with stirring. Adsorption and photocatalytic performances were examined in methylene blue aqueous solution in the dark and under ultraviolet ray irradiation, respectively. Methylene blue in water could be decomposed rapidly by anatase-mounted on pumice particles. Their photoactivity was evaluated by subtracting adsorbed amount of methylene blue. High efficiency of usage of UV rays for photodecomposition of organic pollutants in water was expected.     

新型聚胺基微球制备及其吸附蛋白质性质

以反相乳液为模板,通过在聚乙烯亚胺（PEI）水溶液/液体石蜡的W/O乳状液中连续滴加戊二醛的方式,在液滴间聚并过程中,交联剂和PEI在油水界面发生交联反应,制备得到新型的聚胺基交联微球。所得微球表面光滑,球形对称,粒径分布范围0.37～4.29 ?m,平均粒径为 1.44 ?m。微球表面Zeta电位的等电点为10.6,热重分析结果表明交联反应提高了PEI的分解温度。吸附蛋白质的实验结果证明,微球能自脂肪酶、纤维素酶、?-淀粉酶、果胶酶的混合蛋白质溶液中选择性吸附脂肪酶,微球对所检测脂肪酶的最大吸附量为127.8 mg/g。     

Preparation of P2O5-SiO2 hollow microspheres in the presence of phosphoric acid

Silica hollow microspheres containing phosphorous have been prepared by a sol-gel/emulsion method which uses tetraethoxysilane (TEOS) as the precursor for the SiO₂ and phosphoric acid (H₃PO₄) as the precursor for P₂O₅. The hollow structure forms an emulsion system which is composed of an oil phase (kerosene, sorbitan monooleate (Span 80)) and an aqueous phase (a viscous sol solution of ethanol, TEOS and H₃PO₄). Some of the phosphorous remains in the final silica shell structure even after calcination at 650°C. The hollow structure of the P₂O₅-SiO₂ (silicophosphate) was characterized by X-ray diffraction (XRD), polarized optical microscopy (POM), scanning electron microscopy (SEM), nitrogen adsorption measurement and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR).     

CeO2/g-C3N4复合光催化剂的制备及其性能研究

采用高温聚合有机物前驱体的方法,以三聚氰胺为前驱体,制得类石墨型氮化碳(g-C₃N₄)粉末,采用水热法制得CeO₂/g-C₃N₄复合光催化剂,对其进行了表征,考察了CeO₂/g-C₃N₄复合光催化剂在可见光下处理亚甲基蓝的性能,并对CeO₂/g-C₃N₄复合光催化剂进行回收实验、吸附实验以及光催化动力学分析。结果表明,CeO₂/g-C₃N₄中g-C₃N₄和CeO₂分别为石墨相和萤石相,复合CeO2使得g-C₃N₄的吸附性能有了大的提高,15 min能达到吸附平衡,吸附82.5%的亚甲基蓝;45 min后对亚甲基蓝处理率达到99.45%,远远快于g-C₃N₄。CeO₂/g-C₃N₄在5次使用后仍然可以保持73.1%的净化效果。亚甲基蓝处理过程包括吸附和光解2部分,光解反应符合一级动力学方程。