共轭荧光聚合物复合物的高通量筛选及其微球的性能研究

以丙烯酸酯/酰胺类单体为原料,采用喷墨打印技术分别将单体与荧光染料溶液打印到载玻片上,经紫外光引发进行原位聚合制得包载荧光共轭聚合物的聚合物微阵列芯片。采用高通量筛选法对聚合物微点的荧光强度进行研究,从而获得能使荧光强度增强或淬灭的共聚物。再采用反相悬浮聚合法将筛选出的聚合物制备成微球,通过红外、扫描电镜、热失重及荧光光谱对其进行结构、热稳定性能及荧光特性的表征。研究表明,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)/乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGMA)(HEMA/EGMA,质量配合比为5∶15)包载荧光染料后,在400℃时,失重率为45%;在25℃时,相对荧光强度达到42cd,热稳定性和光稳定性都得到了提高。     

新型吸附剂的制备及其对亚甲基蓝吸附的研究

以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,以丙烯酸(AA)、壳聚糖(CTS)及坡缕石黏土(PGS)作为原料,通过自由基聚合制备的PAA/CTS/PGS复合吸附材料。运用扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),热重分析(TG)对复合材料进行了形貌和结构表征。结果表明:聚合物复合材料的表面光滑,聚合物均匀复合,其中部分高分子聚合链进入了坡缕石黏土土层间,扩大了缝隙。吸附结果表明:当pH=10、染料浓度为200mg/L、振荡时间为60min、温度为30℃、吸附剂用量为0.025g时,该复合材料对亚甲基蓝的吸附率可达98%以上。     

蛭石/聚乙二醇/丙烯酸水凝胶对阳离子染料的吸附研究

研究了用辉光放电电解等离子体引发合成的蛭石/聚乙二醇/丙烯酸(VMT/PEG/AA)水凝胶对常见阳离子染料结晶紫、亚甲基蓝和孔雀石绿的吸附行为,考察了pH值、吸附时间、初始染料浓度等因素对吸附量的影响,同时对水凝胶的吸附-解吸性能进行了研究。结果表明:VMT/PEG/AA水凝胶达到吸附平衡的时间为3h,最佳pH值为6,其对染料的吸附行为符合准二级动力学方程,水凝胶具有一定的解吸和再生能力。     

羧酸型接枝淀粉吸附树脂的制备和对染料的去除性能

以天然淀粉(RS)为基体、以丙烯酸(AA)和乙酸乙烯酯(VAc)为原料在过硫酸铵(APS)和亚硫酸氢钠(SHS)的引发下用水相合成法制备羧酸型接枝淀粉吸附树脂(CSR),使用SEM、IR、XRD、¹³C-NMR和GPC等手段表征树脂的结构,研究其对染料的去除性能。结果表明：当引发剂的浓度为0.03 mol/L、单体物质量比n(AA)：n(VAc)为3∶1、单体浓度为0.8 mol/L时CSR的羧酸基的含量为19.26%,对孔雀石绿的吸附量为17.35 mg/g。与天然淀粉相比,CSR树脂的耐水性和化学稳定性提高且对酸、碱及酶的耐受性增强,经碱处理后树脂的吸附性进一步提高。GPC分析结果表明,CSR树脂中的线型分子逐渐向分支型转化,使大分子形成复杂的网状结构。CSR的主链分子量随着单体添加量的增加和AA/VAc比例的增大呈下降趋势。CSR对碱性品红(BF)、亚甲基蓝(MB)和孔雀石绿(MG)的吸附量优于001×7强酸性离子交换树脂、D151弱酸性离子交换树脂以及羧甲基纤维素CMC与羧甲基淀粉CMS等合成及天然高分子吸附剂,与活性炭的性能接近,且具有广谱吸附性。CSR的零电荷点pH_PZC为3.83,远低于天然淀粉树脂(pH_PZC=7.38),是其对阳离子染料吸附量提高的重要原因。CSR在较宽的pH值范围内具有良好的染料吸附性能,当pH值为8.5时吸附量最大值。CSR对混合染料废水的脱色率为87.42%,且具有较强的再生能力,8次再生循环后其脱色率不低于首次吸附的88.6%。     

泥质活性炭对三种染料的吸附性能

利用污水处理厂污泥为原料制备了泥质活性炭,通过静态吸附实验探究了泥质活性炭对三种染料(酸性大红GR、碱性湖蓝BB和活性艳兰B-RV)去除率的影响因素,从动力学角度探讨其吸附机理。结果表明,泥质活性炭投加量、吸附时间、染料初始浓度、pH值对染料去除率有显著影响,吸附温度对染料去除率无明显影响。泥质活性炭对三种染料平衡吸附量(qe)均随着初始浓度增加而增加,相同条件下,平衡吸附量(qe)大小顺序为碱性湖蓝BB酸性大红GR活性艳兰B-RV。采用伪二级动力学模型能够很好地描述三种染料在泥质活性炭上的吸附动力学行为,伪二级动力学模型包含了外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内扩散等在内的所有吸附过程。     

Fe3O4/SiO2/PS的制备及对有机染料分子的吸附性能

采用乳液聚合法在Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子表面引发苯乙烯单体聚合,制备了聚苯乙烯修饰的Fe_3O_4@SiO_2磁性复合微球(Fe_3O_4@SiO_2@PS),研究了其对甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能。用透射电镜和扫描电镜对所制得样品进行了形貌表征。结果表明,复合材料中的Fe_3O_4粒径分布在150～220 nm范围内,粒径分布较均匀、分散性良好;用振动样品磁强计对样品的磁性能进行表征,Fe_3O_4@SiO_2@PS复合粒子具有超顺磁性和较好的磁响应性;采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪分析了复合粒子的结构和组成,用紫外-可见分光光度计测定有机染料分子的浓度,从而计算吸附量。Fe_3O_4@SiO_2@PS复合粒子对甲基橙和亚甲基蓝具有良好的吸附性能,在2 h达到吸附平衡,MO和MB单位平衡吸附量分别为94.5 mg/g、167.8 mg/g;该磁性吸附剂吸附染料分子后,可以用乙醇进行解吸附,在保持原始最大吸附量的81%下,可重复使用4次。     

携带季铵阳离子的铜(Ⅱ)离子印迹聚合物制备及吸附性能研究

以N,N-二甲基烯丙基胺,5-氯甲基水杨醛及邻氨基苯酚为原料合成5-[氯化(N,N-二甲基-N-烯丙基铵基)甲基]水杨醛缩邻氨基苯酚(DMAA-QAs-HAE),之后以甲基丙烯酸甲酯为共聚单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用悬浮聚合法,制得携带季铵阳离子的铜(Ⅱ)离子印迹聚合物[Cu(Ⅱ)-IIPs]。实验结果表明:在pH=4,铜(Ⅱ)离子初始浓度为800mg/L,25℃,吸附15min,Cu(Ⅱ)-IIPs对铜(Ⅱ)离子的最大吸附量可达52.78mg/g,对干扰离子Fe~(3+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ni~(2+)都有良好的选择吸附性能。     

基于低共熔溶剂前端聚合制备大孔水凝胶及其溶胀和吸附性能

以丙烯酸(AAc)、丙烯酰胺(AM)为氢键供体(HBD),氯化胆碱(ChCl)为氢键受体(HBA),按一定比例加热合成可聚合低共熔溶剂(DES),进而以DES为反应性绿色溶剂,将DES通过前端聚合(FP)制备大孔聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)(P(AAc-co-AM》)水凝胶.采用红外光谱和扫描电镜对水凝胶的结构进行表征,并研究了大孔水凝胶的溶胀动力学、pH敏感性以及对亚甲基蓝(MB)的吸附性能.结果 表明,DES聚合后经水洗、冷冻干燥可制得大孔水凝胶.制备的水凝胶具有pH敏感性,其水溶胀遵循non-Fickian扩散机制.大孔水凝胶对MB有良好的吸附去除能力,其平衡吸附量随pH值增大而增大,当pH=12时,大孔水凝胶对MB的平衡吸附量为64mg/g,去除率达85.07％.     

均相体系中改性纤维素的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

为了开发低成本、环境友好的吸附材料用于吸附、分离水中的染料离子,在均相体系中,以纤维素为基材、过硫酸钾为引发剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为接枝单体,制备了纤维素接枝共聚物Cell-g-PGMA,并通过FT-IR、XRD和TGA对接枝共聚物进行了表征。系统研究了接枝时间、温度、单体用量和引发剂用量对接枝率的影响。同时在不同吸附时间、温度、吸附剂用量和初始浓度下考察了Cell-g-PGMA对亚甲基蓝(MB)离子的吸附性能。研究表明,该吸附剂对MB表现出优异的吸附性能,理论最大吸附量为271.39mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线。     

Fe/CTS/AFA复合材料对染料的高效吸附

粉煤灰(Fly ash,FA)经高温焙烧制得活化FA(Activated FA,AFA),又经溶液反应引入少量Fe和壳聚糖(Chitosan,CTS)制得Fe/CTS/AFA复合材料,将其直接用于水体中直接湖蓝5B(Direct sky blue 5B,DSB 5B)和活性翠蓝KN-G(Reactive turquoise blue KN-G,RTB KN-G)染料的吸附,通过研究影响吸附的主要因素、吸附动力学和等温吸附,并结合材料的FT-IR分析,详细探讨了材料的吸附性能。结果表明,水体酸度是影响吸附剂性能的最主要因素。当吸附剂投加量为0.1g、溶液pH值为2.0时,于25℃下吸附60min即可达吸附平衡,Fe/CTS/AFA对DSB 5B和RTB KN-G具有很强的吸附能力,吸附量分别可达635mg/g和906mg/g,比FA分别增大了31.6倍和15.3倍。吸附过程均能用准二级吸附动力学方程精确描述,等温吸附数据完全符合Langmuir模型。热力学参数吸附自由能变的负值、焓变和熵变为正值表明Fe/CTS/AFA对DSB 5B的吸附为界面上有序性降低的自发吸热过程。吸附饱和RTB KN-G的Fe/CTS/AFA可用0.01mol/L NaOH溶液再生,可至少重复使用三次。FT-IR结构分析表明Fe/CTS/AFA已成功制得,并且对高浓度染料废水具有高效净化能力。     

活性艳蓝KN-R分子印迹CA/PVDF共混膜的制备及性能表征

采用湿相转化法制备了以活性艳蓝KN-R为印迹分子的醋酸纤维素(CA)-聚偏二氟乙烯(PVDF)分子印迹膜(MIM).实验结果表明在一定的制备条件下可制得具有较大吸附结合率的MIM,此时的铸膜液组成为:活性艳蓝KN-R质量浓度硼ω1为0.1%,共混组成比ω(CA):ω(PVDF)=9.5:0.5,聚合物质量浓度ωp,为14%,添加剂LiCl质量浓度ωa为7.5%.所制得的MIM是一种特异分子吸附膜,对印迹分子具有亲和性,其分离机理属于延迟渗透机理.在一定范围(0～0.1%)内,随着印迹分子活性艳蓝KN-R质量浓度增大,MIM的吸附选择性提高.由吸附焓△H0及MIM与印迹分子间结合力强弱的测定结果可知,MIM与印迹分子之间的结合作用力以疏水/范德华力与氢键作用为主.     

水相悬浮法合成丙烯腈三元共聚物的工艺研究

以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用水相悬浮聚合工艺合成了高分子量的丙烯腈/丙烯酸甲酯/衣康酸(AN/MA/IA)共聚物。研究了引发剂浓度、总单体浓度、分散剂浓度、共聚单体配比、聚合温度和聚合时间对共聚反应的影响。结果表明,该聚合体系的反应速率及产率较高,且制得的AN三元共聚物具有较高的粘均分子量。     

非共价修饰碳纳米管吸附水中亚甲基蓝研究

利用两亲聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对碳纳米管(CNTs)进行非共价修饰,考察修饰后CNTs对水中污染物亚甲基蓝的吸附.研究体系pH、离子强度、PVP加入量等各种因素对修饰后CNTs吸附亚甲基蓝的影响.结果表明,在pH=8时,PVP浓度为12mg/L时修饰后CNTs对亚甲基蓝的吸附效果最好.离子强度对吸附容量影响很小...     

交联壳聚糖树脂的微波合成及其对亚甲基蓝吸附性能的研究

以壳聚糖(CTS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用微波辐射法,通过交联接枝共聚合成了CTS-g-PAMPS/AA交联CTS树脂。探讨了微波功率、反应时间,树脂用量、溶液pH、染料浓度、吸附时间对亚甲基蓝(MB)吸附性能的影响。结果显示该树脂在MB浓度为500mg/L,吸附剂为0.3g时,吸附量和吸附率分别达1776mg/g和95.4%。该树脂具有很强的pH敏感性和高吸附性能,其对染料的吸附行为满足Langmuir吸附等温模型。     

基于自组装法聚合吡咯的制备及对蛋白质的吸附

制备了一种新型应用于生物芯片的导电聚合物敏感膜,研究了蛋白质在导电聚合物敏感膜表面上的吸附机理。首先合成巯基修饰的吡咯单体,然后通过自组装在金膜表面制备N-巯基吡咯自组装膜,并通过化学法制备聚合吡咯膜,详细考察了牛血清白蛋白(BSA)在敏感膜上的吸附行为。用傅立叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)考察了自组装膜及聚合吡咯膜的化学结构。用表面等离子谐振仪考察了BSA在自组装膜和聚合吡咯膜上的吸附行为,以及聚合时间、缓冲液pH值对BSA吸附的影响。     

氧化石墨烯/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及吸附性能研究

通过冷冻-解冻法制备氧化石墨烯(GO)/聚乙烯醇(PVA)(GO/PVA)复合水凝胶。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对复合水凝胶的结构进行了表征,并研究pH值、GO浓度对亚甲基蓝染料吸附性能的影响。结果表明:GO与聚合物网络间存在较强的氢键相互作用;复合水凝胶在中性条件中对亚甲基蓝的吸附效果最佳,且最快达到吸附平衡;增加水凝胶中GO浓度,可显著提高对染料的吸附能力,缩短达到吸附平衡的时间。     

β-环糊精为核的阳离子星形聚合物的合成及应用

以β-环糊精(β-CD)和2-溴异丁酰溴进行酰化反应合成得到Br-β-CD。然后采用原子转移自由基聚合(ATRP)技术,以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和丙烯酰胺(AM)为共聚单体,Br-β-CD为引发剂,CuBr为催化剂和2,2′-联吡啶(bpy)为配位剂,合成了阳离子星形聚合物。利用FT-IR、1H-NMR对所制备的引发剂和阳离子星形聚合物进行了表征。同时利用阳离子星形聚合物对阴离子的碱性膨润土进行改性,用于吸附溶液中的重金属Cr6+,考察了改性剂用量、吸附时间、改性剂浓度、溶液pH值对复配体系吸附Cr6+的影响。结果表明,在研究范围内,碱性白土经改性阳离子星形聚合物改性后,对Cr6+的吸附率由原来的15%提高到57%。     

水浮莲干粉对离子型染料的吸附机理研究

通过研究等温吸附行为、动力学特征和pH值影响以及红外光谱、扫描电镜表征等对水浮莲干粉吸附活性艳红K-2BP、亚甲基蓝两种不同类型的离子型染料的机理进行探讨。结果表明:水浮莲干粉对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温方程,而Freundlich等温方程更适合活性艳红K-2BP的吸附。Lagergren准二级动力学方程能很好地描述两种染料的吸附动力学行为。pH值是影响染料吸附的重要因素,酸性环境利于阴离子型染料活性艳红K-2BP的吸附,而碱性环境则利于阳离子型染料亚甲基蓝。表征结果显示:吸附前后样品基本没发生变化,可能主要为物理吸附。     

功能化聚乙烯胺接枝聚苯乙烯微球的制备及其对铬离子吸附性能的研究

从N-乙烯基乙酰胺出发,合成得到亲水性的聚N-乙烯基乙酰胺（PNVA）大分子单体,使之与疏水性苯乙烯进行共聚反应,制备出核为聚苯乙烯,壳为亲水性PNVA大分子链的PNVA接枝聚苯乙烯（PNVA-g-PSt）聚合物微球,将其水解得到聚乙烯胺接枝聚苯乙烯（PVAm-g-PSt）聚合物微球,再与功能化舍物羧基偶氮安替比林缩合,制得表面带有功能基团的聚合物微球,研究了该功能化聚合物微球对Cr^3＋的吸附机理,吸附动力学,考察了pH值对吸附的影响,发现改变吸附体系的pH值,可以使微球解吸附。并且微球对Cr^3＋的吸附过程符合Freundlich等温式。     

MMA体系注凝成型制备氧化铝陶瓷膜的研究

采用有机单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)本体聚合制得MMA预聚液,与氧化铝粉体混合后制得陶瓷膜。并对MMA预聚液、陶瓷膜进行了表征。研究结果表明:在温度为90℃,引发剂过氧化二苯甲酰(BPO)用量为0.1%(wt,质量分数),聚合时间11.5min条件下,制得的MMA预聚液黏度适宜,与50%(固相体积分数)氧化铝粉体混合后制得的陶瓷膜表面光滑,结构完整,对分散大红染料的截留率可达98%以上。