羟乙基壳聚糖季铵盐的合成及絮凝性能

通过壳聚糖(CTS)与2-氯乙醇形成羟乙基壳聚糖(HECS),然后与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)反应合成羟乙基壳聚糖季铵盐(HEQCS)。利用FTIR、~1HNMR对HEQCS的结构进行表征。将HEQCS与配制的高岭土模拟废水进行絮凝实验,考察了pH、HEQCS投加量、阳离子度对絮凝效果的影响,得到最佳pH=4~6,HEQCS投加量为3~6 mg/L,阳离子度为58%~71%,此时,絮凝后上清液浊度去除率为98%以上,与聚丙烯酰胺(CPAM)、CTS相比,絮凝性能优异。     

疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺的合成及絮凝性能

以甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)为疏水单体、丙烯酰胺(AM)为主单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子单体,以过硫酸铵和亚硫酸氢钠为复合引发剂,采用自由基胶束聚合法合成了共聚物P(AM-DMC-TFEMA)。分别考察了反应温度、引发剂用量、单体总质量分数及反应时间对P(AM-DMC-TFEMA)的产率及阳离子度的影响。确定较佳工艺条件为:反应温度65℃,引发剂用量占单体总质量的2%,单体总质量分数26%,反应时间3 h。采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(~1H NMR)和环境扫描电镜(ESEM)对其结构进行了表征。同时考察了P(AM-DMCTFEMA)对硅藻土悬浮液的絮凝效果,结果表明,其对硅藻土具有良好的絮凝效果,絮凝时间仅为20 s,合成的共聚物上清液透过率为97.31%。     

基于智能控制理论的永磁同步电机FOC速度控制系统研究

根据智能控制理论以及永磁同步电机矢量控制系统建立了仿真模型,并对永磁同步电机的调速过程进行了仿真。仿真模型选取了SVM及BP神经网络作为智能控制器,仿真结果反映了基于智能控制理论的永磁同步电机调速系统的优越性。     

双(1-氯-N-羟乙基吗啉-2-羟丙基)正十八烷胺的缓蚀性能

采用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱和原子力显微镜等分析方法研究了实验室自制的双(1-氯-N-羟乙基吗啉-2-羟丙基)正十八烷胺对A3钢的缓蚀性能,并探讨了其在钢片表面的吸附行为。失重法结果表明,双(1-氯-N-羟乙基吗啉-2-羟丙基)正十八烷胺在质量浓度为0.4g/L、温度为45℃时其缓蚀效果良好,缓蚀率达到91.32%,并且随着酸浓度的增大缓蚀率减小。极化曲线测试结果表明双(1-氯-N-羟乙基吗啉-2-羟丙基)正十八烷胺属于以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。双(1-氯-N-羟乙基吗啉-2-羟丙基)正十八烷胺分子在钢片表面的物理吸附行为符合Langmuir吸附等温式,是以化学吸附为主结合物理吸附的混合吸附;A3钢在盐酸溶液中的腐蚀反应过程是自发的、吸热的,并伴随着熵增。     

高强度耐低温纳米纤维素/聚乙烯醇导电复合水凝胶制备及其在柔性传感中的应用

纳米纤维素具有大长径比、较高的弹性模量与比表面积及丰富的表面官能团,是一种优良的纳米增强材料。首先以纳米纤维素(CNFs)为分散介质辅助分散MXene纳米片层,制备CNF-MXene纳米复合物,并通过FTIR与XPS分析CNFs与MXene的相互作用。以此复合物为增强填料,聚乙烯醇(PVA)为基底,制备CNF-MXene/PVA复合水凝胶,进一步通过KOH溶液处理,提高复合水凝胶的力学性能,并赋予复合水凝胶优异的离子导电性。该复合水凝胶表现出优异的力学性能,其拉伸强度与断裂伸长率分别达到255.9 kPa与1098.2%,还具有高电导率(2.38 S/m)、一定的抗冻性能与灵敏的应变/压力响应性。基于该复合水凝胶组装的应变/压力柔性传感器,由于具有极低的检测极限质量(100 mg)与极快的响应时间(225 ms),可以监控脉搏跳动与喉咙发声微小震动引起的压力变化。因此,该复合水凝胶基柔性传感器非常有希望应用于未来新一代可穿戴电子、人机交互等领域。      

琥珀酰壳聚糖的合成及絮凝性能

用苯甲醛对壳聚糖氨基进行保护形成了席夫碱(B-CTS),B-CTS再与丁二酸酐(SAA)反应合成琥珀酰壳聚糖(SACTS)。采用FTIR、1HNMR、XRD、环境扫描电镜图(ESEM)对SACTS的结构和形貌进行表征。探讨了缚酸剂用量、丁二酸酐用量、反应时间、反应温度对SACTS羧基含量和酯化率的影响。得到SACTS较优的合成工艺条件为:m(B-CTS)∶m(三乙胺)∶m(SAA)=1∶4∶5,反应时间6.5 h,反应温度65℃。在该工艺条件下,酯化率为71.13%,SACTS中的羧基含量为93.01%。用SACTS对配制的吡罗红染料废水进行絮凝,考察了p H、初始浊度、温度对絮凝效果的影响,得到最佳絮凝条件为:p H=1~4,投加量1~10 mg/L,初始浊度200~800 NTU,温度20~30℃,在该条件下,絮凝后上清液浊度去除率均达95%以上,吡罗红染料残余率低于10%。对上清液Zeta电位和絮体XPS谱图分析表明,SACTS对吡罗红染料废水的絮凝是通过电中和与吸附架桥共同作用实现的。     

氟碳改性阳离子聚丙烯酰胺的合成及絮凝机理

以甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)为疏水单体,丙烯酰胺(AM)为主单体,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子单体,以过硫酸铵和亚硫酸氢钠为复合引发剂,采用自由基胶束聚合法合成了共聚物P(AM-DMC-TFEMA);采用红外光谱、核磁共振氢谱、环境扫描电镜对其结构进行了表征。通过上清液透过率以及Zeta电位的测试考察了该共聚物P(AM-DMC-TFEMA)对硅藻土悬浮液的絮凝效果并结合絮凝剂的分子结构以及絮凝剂的作用理论,对共聚物P(AM-DMC-TFEMA)的絮凝机理做出了解释。结果表明,在阳离子单体含量为30%,疏水单体含量为15%,特性黏数为627.05mL/g,投加量为16mg/L时,该聚合物对硅藻土的絮凝效果最优,上清液透过率可达到97.31%。并且与实验室合成的PAM与P(AM-DMC)相比,该共聚物具有良好的絮凝效果。     

琥珀酰壳聚糖季铵盐的合成及絮凝性能

壳聚糖由于水溶性差、电荷密度低等缺点,使其在絮凝应用方面受到限制。对壳聚糖进行化学改性,可以改善其水溶性和絮凝性能。本文采用苯甲醛保护壳聚糖氨基,然后与丁二酸酐反应合成琥珀酰壳聚糖（SACTS）,进一步与二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）反应合成琥珀酰壳聚糖季铵盐（SAQCS）。采用FTIR、¹H NMR、XRD、ESEM等方法对SAQCS的结构和形貌进行表征。探讨了引发剂用量、单体配比、反应温度、反应时间对SAQCS阳离子度的影响。结果表明,SAQCS较优合成工艺条件为：引发剂用量（占单体的质量分数） 2%,m（DMDAAC）/m（SACTS）=5.4,反应温度70℃,反应时间7h。此工艺条件下合成的SAQCS的阳离子度为42.26%。将SAQCS、壳聚糖、聚丙烯酰胺与配制的高岭土模拟废水进行絮凝实验,考察了pH、投加量、温度对絮凝效果的影响。结果表明,当絮凝条件为pH=2～5、投加量3~9mg/L、温度25～50℃范围内,使用SAQCS絮凝后上清液浊度去除率均在96%以上。     

琥珀酰壳聚糖的合成及絮凝性能研究

壳聚糖与苯甲醛形成席夫碱（B-CTS）保护氨基,然后与丁二酸酐反应合成琥珀酰壳聚糖（SACTS）。采用FTIR、1HNMR、XRD、ESEM对SACTS的结构和形貌进行表征。探讨了缚酸剂用量、丁二酸酐用量、反应时间、反应温度对SACTS羧基含量和酯化率的影响。结果表明合成SACTS较优合成工艺条件为：m（B-CTS）：m（三乙胺）=1:4,丁二酸酐用量为m（B-CTS）：m（SAA）=1:5,反应时间为6.5h,反应温度为65℃。此工艺条件下合成的SACTS的羧基含量为93.01%,酯化率为71.13%。将SACTS与配制的吡罗红染料废水进行絮凝实验,考察了pH、初始浊度、温度对絮凝效果的影响。结果表明：当絮凝条件为在pH=1~4,投加量为1~10mg/L,初始浊度为200~800NTU,温度为20~30℃范围,絮凝后上清液浊度去除率为95%以上,吡罗红染料残余率为10%以下。对上清液Zeta电位和絮体XPS谱图分析表明,SACTS与吡罗红染料废水的絮凝过程是电中和作用与吸附架桥作用共同实现的。     

响应面法优化壳聚糖席夫碱合成工艺

利用乙醇为溶剂,以壳聚糖和苯甲醛为原料,合成了苯甲醛壳聚糖席夫碱(B-CTS)。考察反应温度、苯甲醛用量、反应时间、pH值对产物缩合率的影响,使用响应面分析法对合成工艺进行优化。结果表明,最佳工艺条件为:反应温度70℃,pH=6,苯甲醛用量1.30 g,反应时间4 h。此工艺条件下,产物缩合率92.93%。建立的B-CTS缩合率二次回归方程,能有效地预测实验结果。