羟甲基化木质素/纤维素气凝胶粒子的制备、表征及吸附性能

以羟甲基化木质素和纤维素为原料，NaOH/尿素水溶液为溶解体系，采用冷冻干燥法制备羟甲基化木质素/纤维素气凝胶粒子。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）仪、X射线衍射（XRD）仪、比表面积及孔径分析仪等对其结构进行了表征。研究结果表明：羟甲基化木质素分子通过氢键作用附着在纤维素骨架上，气凝胶内部仍保持三维网状结构，羟甲基化木质素的引入使得气凝胶表面出现明显收缩，网状结构的致密度随着羟甲基化木质素用量提高而逐渐降低；同时气凝胶粒子具有纤维素Ⅱ型红外吸收峰和XRD衍射峰；粒子表现出Ⅱ型吸附/脱附等温线，孔径均在15 nm以下，且随着羟甲基化木质素用量不断提高，比表面积、孔容均有所减小，HKL-4的比表面积为105.3m²/g，孔容为0.336 6cm³/g，孔径为13.67nm。吸附性能分析表明在25℃下吸附5 h，HKL-4气凝胶粒子对金胺O、亚甲基蓝和罗丹明B的吸附量分别为33.06、96.06和43.26mg/g，对亚甲基蓝的饱和吸附量可达208.7 mg/g，吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型，主要为单分子层吸附。     

改性三氧化二锑协效二乙基次磷酸铝阻燃PA6研究

采用硅烷偶联剂（KH560）对三氧化二锑（Sb₂O₃）进行表面改性处理，并将其协效二乙基次磷酸铝（ADP）应用于聚酰胺6（PA6）阻燃研究。采用傅里叶变换红外光谱和热失重分析对改性Sb₂O₃进行表征，运用垂直燃烧、氧指数、锥形量热仪、热分析以及扫描电子显微镜和拉曼光谱等对阻燃PA6进行了阻燃性能及机理分析。结果表明，改性 Sb₂O₃与Sb₂O₃相比，与ADP具有更好的协同阻燃效应，其作用机制主要是在气相发挥阻燃作用；当ADP含量为8 %，改性Sb₂O₃含量为2 %时，阻燃PA6复合材料的UL 94等级达到V?0级，极限氧指数达到33.8 %。     

钛酸纳米管/石墨烯复合材料制备及性能研究

开发绿色高效催化剂将碳水化合物转化为平台化合物5-羟甲基糠醛是生物质再循环利用研究的目标。以氧化石墨(GO)和P25TiO_2为原料,采用一步水热法制备了3种不同石墨烯质量分数的钛酸纳米管/石墨烯(H_2Ti_3O_7NT/RGO)复合材料,利用XRD、SEM、TEM、BET表征手段对其进行物相结构、微观形貌、比表面积分析,并采用微波辅助加热方法将其应用于催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛。研究结果表明:采用微波辅助加热方法可以缩短反应时间,当石墨烯质量分数为5%时,以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,反应温度为150℃,反应时间为9 min时,利用钛酸纳米管和石墨烯的协同作用,5-羟甲基糠醛收率可达到51.1%,并且该催化剂具有良好的重复使用性能,重复使用3次5-HMF收率基本保持不变。     

超声微波耦合制备P(AM-DMC-BA)及其污泥脱水研究

以丙烯酰胺(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、丙烯酸丁酯(BA)为疏水单体,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)为引发剂,通过微波和超声耦合技术合成新型高效阳离子共聚物絮凝剂P(AM-DMC-BA)。考察了原料对P(AM-DMC-BA)特性黏度及转化率的影响,P(AM-DMC-BA)对其进行了表征,并用于污泥脱水实验。结果表明,当单体AM、DMC、BA的质量分数分别为22.5%、7.5%、1%,引发剂V-50的质量分数为2%,尿素的质量分数为1.2%,聚合体系pH为3.5,制得的P(AM-DMC-BA)的特性黏度及转化率最高。当共聚物投加量为45 mg/L、污泥溶液pH为7时,其对污泥有较好的脱水性能,且具有良好的pH抗性。     

改性氧化钛对羟乙基乙二胺水溶液解吸CO2的强化

羟乙基乙二胺（AEE）水溶液的CO₂循环吸收量高（1.2molCO₂/molAEE），吸收速度快，稳定性好，但解吸速度慢、解吸量少（0.8mol CO₂/mol AEE）是限制该技术广泛应用的主要原因。本文通过向AEE水溶液中添加质量分数为0.05%～0.20%的改性氧化钛（TiO₂-MWCNT和TiO₂-OH）强化AEE的解吸能力。CO₂循环吸收（40℃）-解吸（120℃）实验结果表明改性氧化钛的添加比氧化钛强化CO₂解吸效果更好，强化顺序为TiO₂-MWCNT＞TiO₂-OH；其对应的最大解吸速率分别为0.093L/min（质量分数0.15%）和0.083L/min（质量分数0.20%），相对于AEE水溶液，分别提高了32.9%和18.6%；其对应的最大解吸量分别为0.92molCO₂/molAEE（质量分数0.15%）和0.88molCO₂/molAEE（质量分数0.20%），分别提高了12.2%和9.7%；其对应的CO₂循环吸收量分别是0.95molCO₂/molAEE（质量分数0.15%）和0.89molCO₂/molAEE（质量分数0.15%），分别提高了18.75%和11.25%；5次循环吸收解吸实验结果表明改性氧化钛强化CO₂解吸效果稳定，具有较强的化学稳定性。对反应后的改性氧化钛进行XRD、BET、FTIR和SEM表征，结果表明改性氧化钛具有较强的结构稳定性。TiO₂-MWCNT和TiO₂-OH在促进有机胺溶液解吸CO₂方面具有一定的工业应用潜力。     

傅里叶变换红外光谱法测定B–GAP羟值

为解决支化聚叠氮缩水甘油醚(B–GAP)羟值测试不稳定的问题,选用异氰酸苯酯对B–GAP进行衍生处理使羟基转化成酯基,采用傅里叶变换红外光谱法测定产物中酯基的吸光度以间接得到B–GAP羟值;研究了衍生时间、异氰酸苯酯用量等对测定结果的影响。结果表明,B–GAP羟值与衍生后分子链中酯基的红外特征峰吸收峰强度之间可进行定量关联,用该方法测定羟值,具有较好的重复性和较高的准确度。     

新型有机胺页岩抑制剂的合成及性能研究

用三乙醇胺和溴乙烷为原料合成了一种新型有机胺页岩抑制剂:三羟乙基乙基溴化铵。采用单因素法考察了三乙醇胺和溴乙烷的摩尔比例、反应温度和反应时间对产率的影响,确立了最优反应条件:三乙醇胺和溴乙烷摩尔比为1∶1.4,反应温度为55℃,反应时间为20 h。产物经红外光谱表征,证明为目标产物。采用线性膨胀率实验、粒度分布实验、页岩滚动回收实验等方法对三羟乙基乙基溴化铵进行了抑制性能评价,证明其抑制性能良好。     

面接触下水合羟乙基纤维素的润滑特性研究

以羟乙基纤维素(HEC)作为水基润滑添加剂,研究面接触条件下HEC润滑液的润滑特性。采用红外光谱仪分析HEC化学组成,结合分子动力学模拟分析HEC与水分子的相互作用,采用白光干涉三维表面形貌仪测量试样的表面形貌,借助微摩擦磨损试验机(UMT-2)探究转速、载荷、质量分数对润滑液润滑特性的影响。结果表明:HEC可以与水分子形成中、高强度的氢键;转速变化在摩擦副入口处对润滑液的成膜过程产生影响,进入摩擦副的润滑膜可以保持稳定的润滑状态,摩擦因数随转速增大几乎不变;增大载荷,润滑液在摩擦副间分布更加均匀,提升润滑性能,摩擦因数随载荷增大而减小;随润滑液质量分数增大,摩擦因数先减小后增大,质量分数为1.00%时摩擦因数最小。提出羟乙基纤维素水基润滑模型,模型包括水分子层和水合羟乙基纤维素层,其中水合羟乙基纤维素层起主要作用。     

磺酸基化多孔酵母碳微球制备及其吸附性能研究

以酵母和羟乙基磺酸水溶液为原料,在200℃下一步水热合成了磺酸基化多孔酵母碳微球。以SEM、EDS、XRD、FTIR、BET、Zeta电位分析等为表征手段。SEM和XRD结果表明,改性酵母微球为荔枝状结构,同时改性前后,无定形碳的结构没有发生变化。Zeta电位和FTIR图谱分析表明,酵母碳表面成功负载了磺酸基团。采用中和滴定的方法测得产物表面磺酸基团的含量,该材料具有优异的吸附性能。以亚甲基蓝为吸附对象,通过研究不同浓度的亚甲基蓝、pH对吸附过程的影响,该吸附过程遵循二阶动力学方程,粒内扩散是整个吸附过程的速率控制步骤。     

基于乙二胺修饰碳点的荧光猝灭高效检测绿原酸

以葡萄糖(Glu)为碳源,乙二胺(EDA)为钝化剂,采用水热法合成量子产率为32%的荧光碳点(CDs)。基于CDs和绿原酸(CHA)之间的内滤效应和静态猝灭使得CDs的荧光猝灭,建立了以CDs为荧光探针检测CHA的传感平台。并通过透射、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱等一系列表征研究了CDs与CHA的相互作用。在最佳实验条件下,CHA浓度为5×10~(-5)～5×10~(-4) mol/L范围内,对CDs的荧光猝灭呈良好的线性关系,相关系数为R~2=0.991 0,线性拟合方程为F/F_0=0.017 3×[CHA]+0.055 2,检出限为1.43×10~(-5) mol/L。利用所构建的荧光传感器用于实际样品中CHA的检测,回收率为97.50%～103.83%,相对标准偏差为1.89%(n=5)。