利用水生植物水花生制备高吸水性树脂

以水生植物水花生(Alternanthera philoxeroides,空心莲子草)和丙烯酸为接枝共聚原料,通过自由基反应制备高吸水性树脂,对接枝聚合物进行FTIR、SEM的结构表征,同时对影响吸水树脂性能的因素进行优化。当水花生干粉用量10 g时,优化条件如下:活化温度为35℃,丙烯酸单体与水花生干粉质量比为6:1,丙烯酸中和度为56%,引发剂过硫酸钾的用量为单体质量的1%,交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为单体质量的0.075%,引发温度为65℃。在此优化条件下制备的吸水性树脂吸水性能最好,对去离子水吸水倍数达到442 g/g。     

凹凸棒石/聚丙烯酸钠合成条件对其吸水吸湿性能的影响

目的研究中和度、交联剂用量、引发剂用量以及聚合单体丙烯酸钠含量等条件对其吸水吸湿性能的影响。初步探讨了同种材料的吸水和吸湿性能的关系。方法以N,N’-2亚甲基双丙烯酰胺（MBAA）为交联剂,过硫酸钾为引发剂,采用水溶液聚合法合成了聚丙烯酸钠／凹凸棒石复合材料。结果由正交实验分别确定了吸水和吸湿用材料合成的最佳反应条件,其吸湿率最高达4．0g／g、吸水倍率达到910倍。结论凹凸棒石可以改良高吸水树脂的吸湿性能。     

利用马铃薯淀粉废水处理沉淀物制备高吸水性树脂的研究

利用凹凸棒和膨润土混合黏土处理马铃薯淀粉废水,COD去除率可达52.8%,然后以马铃薯淀粉废水处理沉淀物为主要原料,采用水溶液聚合法合成高吸水性树脂,研究了中和度、沉淀物量、交联剂量、引发剂量等因素对吸水性树脂吸水倍率的影响。实验结果表明:当中和度50%、处理沉淀物8 g、交联剂0.015 g、引发剂0.15 g时,吸蒸馏水倍率可达793 g/g,吸自来水倍率可达227 g/g。     

抗交联剂对聚丙烯酰胺分子量和絮凝性能的影响

采用K2S2O8/NaHSO3引发丙烯酰胺溶液聚合,探讨了抗交联剂甲酸钠对聚丙烯酰胺（PAM）的粘均分子量及絮凝性能的影响。研究结果表明：以K2S2O8/NaHSO3为引发剂,反应温度20℃,引发剂用量为0.5‰,丙烯酰胺单体浓度40%,抗交联剂用量为5ppm时,可获得最高粘均分子量达1.9×107的聚丙烯酰胺。絮凝实验结果表明：当抗交联剂用量为15ppm时,所合成的PAM的絮凝效果最好,上层液体的透光度可达95%以上。     

阳离子絮凝剂P(AM-DAC)的合成、表征及应用

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,通过水溶液聚合的方法合成了阳离子絮凝剂P(AM-DAC)。探讨了单体配比、单体浓度、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素对阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)主要性能的影响。实验得出了较佳的反应条件:聚合温度为70℃,引发剂用量为0.16%,单体配比m(AM):m(DAC)=1:8,总单体浓度为20%,反应时间3 h。在上述条件下,所得阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的特性黏数为18.692 4 dL/g,在其加入量为0.003%的条件下处理巡司河污水,上层清液透光率达90.7%,污泥脱水率达89.2%。并对该聚合物絮凝剂的结构和热行为进行了表征。     

改性淀粉絮凝剂的性能研究

介绍了合成淀粉接枝丙烯酰胺淀粉改性高分子絮凝剂,考察了淀粉单体浓度、引发剂浓度、投料顺序对絮凝效果的影响,并将其处理模拟废水,考察了其絮凝性能。实验结果表明:引发剂浓度为3.0×10-3mol/L,淀粉用量为5g/200(mL.溶液),先加入引发剂后加入单体有利于接枝共聚。     

AA-HPA-AMPS阻垢剂最佳合成条件研究

通过溶液聚合方法,以丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为单体,以过硫酸铵为引发剂,合成AA-HPA-AMPS聚合物。固定聚合物浓度为4mg/L,分别考查反应时间、反应温度(X1)、引发剂用量(X2)、单体配比(X3)对聚合物阻CaCO3垢性能的影响,并设计了正交实验,得出聚合物在90℃、引发剂用量为13.5%、M(AA)∶M(HPA)为7∶3时,阻CaCO3垢率最高为80.9%。为探究此聚合物是否有更高的阻垢性能,应用多元回归分析对正交实验结果进行分析及验证,聚合物阻CaCO3垢效率y与各影响因素x之间基本满足y=-146.825+16.25x2,最佳聚合条件为X2=14.5,y为90.20%。     

改性玉米秸秆材料的制备及吸油性能的研究

以粉末状玉米秸秆(Raw corn stalks,RCS)为基体,甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体,采用悬浮聚合法制备高吸油复合材料(Butylmethacrylate and styrene grafted corn stalks,BMS-CS).实验确定的最佳制备条件为:在50℃,引发剂硝酸铈铵为2.0mmol·L-1,单体甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯浓度分别为0.6mol·L-1、0.012mol·L-1,交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺质量分数为0.1%(相对于RCS的质量)的前提下反应25h.同时,实验考察了吸附时间、吸附温度及保油时间等对材料吸油性能的影响,并通过傅里叶变换红外光谱仪、X-射线衍射和扫描电镜对改性前后样品的结构进行表征.结果表明,BMS-CS表面变得粗糙且呈毛刺状,具有较多不规则的褶皱;结晶度的下降也印证了粗糙度的增加;红外图谱中新出现的酯基和苯乙烯基的吸收峰说明亲油单体被接枝到RCS表面;两种原因共同促进了改性材料吸油性能的增加.吸油数据显示,常温下RCS和BMS-CS的吸油量分别为5.23g·g-1和20.12g·g-1,后者是前者的3.85倍,即改性后的材料吸油性能明显增加.     

一种有机硅改性丙烯酸防污涂料的研究

目的通过在丙烯酸树脂分子中引入有机硅,制备一种具有低表面能的有机硅改性丙烯酸树脂CP-CC021。方法探讨合成工艺中有机硅单体和引发剂含量以及添加纳米级Si O2粒子填料对涂层性能的影响规律。结果获得了最大接触角的最佳工艺条件,添加纳米Si O2粒子增大了涂层的表面粗糙度,在涂层表面形成了大量微-纳结构状的突起,显著提高涂层的疏水性能。结论有机硅单体(VTMS)质量分数为23.0%,引发剂(AIBN)质量分数为0.50%,纳米Si O2粒子添加量(质量分数)为7.4%,得到的涂层接触角为126.1°。     

AM-DAC-DMDAAC共聚物制备及其絮凝性能研究

采用光辅助引发技术,通过水溶液聚合法制备阳离子型丙烯酰胺(AM)-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)共聚物P(AM-DAC-DMDAAC)。考察了两种阳离子单体配比、引发温度、溶液pH值、引发剂质量分数等因素对产物特性黏数及溶解性的影响,并对产物的絮凝性能进行了研究。结果表明,在m(DAC)∶m(DMDAAC)=1∶1、引发温度为15℃、pH=5、引发剂质量分数为0.003 0%时,所得聚合物的特性黏数达16.047 9 d L/g,溶解时间为40 min。在P(AM-DAC-DMDAAC)特性粘数12.110 2d L/g,用量为0.04%的条件下,污水的透光率96.00%,絮凝率76.04%,脱水率83.75%。     

“可再生”聚羧酸盐凝胶-碱复合净水材料的原位合成及应用

为高效、经济及绿色地净化含铜废水,基于新的原位合成方法,制备新型聚羧酸盐凝胶-碱复合净水材料,用于对含铜废水的高效“可再生”净化. 以一种活性杂环型阳离子单体(N,N-二烯丙基-3-羟基杂氮环丁烷氯化铵,DHAC)和丙烯酸(AA)为基本原料,通过“预聚+交联”的新型反应过程,构建开环交联型聚羧酸盐凝胶骨架(ROPCG),并产生原位包覆效应,实现对溶液体系中NaOH的100%包覆,获得高效的ROPCG-NaOH复合净水材料. 结果表明:①基于“吸附+沉淀”协同的双重作用机制,ROPCG-NaOH材料实现了对含铜废水的高效净化,每g ROPCG-NaOH复合净水材料可去除384.62 mg的铜离子,同等净水能力优于大部分同类产品. ②ROPCG-NaOH复合净水材料仅通过简单的“预聚+交联”反应过程即可获得,且主要的生产原料为商业易得的常规原料,具有简单易得、绿色环保的特性,综合考虑ROPCG-NaOH复合净水材料具有明显的应用优势. ③ROPCG-NaOH材料废渣可再生为有用的ROPCG凝胶吸附剂,再生ROPCG凝胶吸附剂的铜吸附容量为276.24 mg/g,与单纯ROPCG凝胶吸附剂的铜吸附容量(286.53 mg/g)接近,重复再生率为96.55%. 研究显示,ROPCG-NaOH复合净水材料能高效、经济、绿色及“可再生性”地处理水中铜离子,应用前景良好.      

Synthesis and characterization of agricultural controllable humic acid superabsorbent

Humic acid superabsorbent polymer (P(AA/AM-HA)) and superabsorbent polymer (P(AA/AM)) were synthesized by aqueous solution polymerization method using acrylic acid (AA), acrylamide (AM) and humic acid (HA) as raw material. The effects of N,N'-methylenebisacrylamide (MBA) crosslinking agent, potassium peroxydisulfate (KPS) initiator, reaction temperature, HA content, ratio of AA to AM, concentration of monomer and neutralization of AA on water absorption were investigated. Absorption and desorption ratios of nitrogen fertilizer and phosphate fertilizer were also investigated by determination of absorption and desorption ratio of NH₄⁺, PO₄^3? on P(AA/AM-HA) and P(AA/AM). The P(AA/AM-HA) and P(AA/AM) were characterized by Fourier translation infrared spectroscopy, biological photomicroscope and scanning electron microscopy (SEM). The optimal conditions obtained were as follows: the weight ratio of MBA to AA and AM was 0.003; the weight ratio of KPS to AA and AM was 0.008; the weight ratio of HA to AA was 0.1; the mole ratio of AM to AA is 0.1; the mole ratio of NaOH to AA is 0.9; the reaction temperature was 60°C. P(AA/AM-HA) synthesized under optimal conditions, has a good saline tolerance, its water absorbency in distilled water and 0.9 wt.% saline solution is 1180 g/g and 110 g/g, respectively. P(AA/AM-HA) achieves half saturation in 6.5 min. P(AA/AM-HA) is superior to P(AA/AM) on absorption of NH₄⁺, PO₄^3?. The SEM micrograph of P(AA/AM-HA) shows a fine alveolate structure. The biological optical microscope micrograph of P(AA/AM-HA) shows a network structure. Graft polymerization between P(AA/AM) and HA was demonstrated by infrared spectrum. The P(AA/AM-HA) superabsorbent has better absorbing ability of water and fertilizer, electrolytic tolerance and fewer cost than P(AA/AM) superabsorbent.     

二甲四氯胺盐除草剂在稻田环境中的残留及消解动态

在湖南长沙、浙江杭州和贵州贵阳采用田间试验方法,研究了除草剂二甲四氯胺盐在水稻及稻田环境中的残留及消解动态。稻田水、土壤、植株用二氯甲烷和酸溶液混合提取,稻米采用甲醇和水混合提取,经HPLC测定。结果表明,二甲四氯胺盐在稻田水、土壤、鲜植株、糙米样品中的添加回收率均大于80%。在稻田水中二甲四氯胺盐的半衰期为5.75~6.76 d,土壤中二甲四氯胺盐半衰期为6.67~7.38 d,在水稻鲜植株中二甲四氯胺盐半衰期为5.50~6.68 d,降解较快。收获的水稻糙米中二甲四氯胺盐的残留量均未检出。二甲四氯胺盐在糙米中最高残留限量(MRL值)推荐值为0.1 mg/kg。建议75%二甲四氯胺盐水剂的使用剂量为600 g/hm2,施药1次,在正常收获期收获水稻是安全的。     

改性聚氨酯海绵的合成及其油水分离性能

以膨胀石墨与氧化锌为原料,采用复合改性法改性聚氨酯海绵,在硅烷偶联剂的作用下,用月桂酸的醇溶液表面修饰后制备出改性聚氨酯海绵. 通过扫描电子显微镜(SEM)与接触角测定仪进行表征,对改性聚氨酯海绵的吸油、吸水及循环使用性能进行了测定,并试验获得了最佳的油水分离条件. 结果表明:改性聚氨酯海绵具有良好的疏水超亲油性,在膨胀石墨分散液与氧化锌胶体溶液体积比为1∶1时,对于质量浓度为20 g/L的机油水溶液,饱和单位吸油量最高可达17.7 g/g,对机油的选择性吸附系数为10.41,油水分离效果最佳;在选择吸附过程中,15 min以内油水分离效率就能达到78.41%;改性聚氨酯海绵每次循环利用后,单位吸油量的减幅均低于7.3%,循环使用性能良好. 研究显示,该种改性聚氨酯海绵对油水体系中的油类具有很好的选择性,吸附完成后,经过简单的挤压将油回收后即可循环利用,具有便捷、高效、循环、无二次污染的特性.      

功能化材料Zr@AC对水中难降解农药阿特拉津的去除特征

我国农药阿特拉津的污染十分严重,对生态系统造成了非常不利的影响. 为了实现对水环境中阿特拉津的高效去除和吸附剂的重复利用,该研究通过溶液浸渍和高温煅烧技术将金属锆负载到活性炭上,制备出功能化材料Zr@AC,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)和比表面及孔径分析仪(BET)对材料的形貌和组成进行了表征,并考察了Zr@AC对水中阿特拉津的去除效果. 结果表明:①当浸渍液锆离子的质量分数为7.0%、浸渍时间为9.0 h、煅烧温度为500 ℃和煅烧时间为5.0 h时,制备的Zr@AC具有较大的比表面积、较多的中孔和微孔以及丰富的活性位点. ②对阿特拉津的去除研究表明,当溶液pH为4.0、温度为25 ℃、Zr@AC投加量为60.0 mg/L时,经过90 min的反应,Zr@AC对阿特拉津的吸附容量最大,达到93.8 mg/g. ③动力学模拟研究表明,该吸附过程遵循拟二级动力学模型,且Freundlich等温吸附模型的拟合结果要优于Langmuir等温吸附模型,说明Zr@AC对阿特拉津的吸附存在化学吸附和多分子层吸附的双重作用. ④经过5次重复试验后,Zr@AC对阿特拉津的去除率仍有83.9%. 研究显示,Zr@AC可作为水中去除阿特拉津的吸附剂,是一种很有前途、可重复多次使用的材料.      

钡渣石灰协同作用处理含磷废水的研究

以钡渣为水处理剂,研究钡渣与氢氧化钙协同作用对水中磷去除率的影响。试验表明,钡渣与氢氧化钙协同作用去除水中磷时,去除率高于钡渣或氢氧化钙单独作用的处理效果。投加比例为钡渣1g+氢氧化钙1.5g/1mg磷,时,对水中磷的去除率达到90.42%出水含磷量已经降低到1mg/L以下,可以达到国家排放标准。去除率随着pH提高而增加。     

One-step preparation of polyimide-inlaid amine-rich porous organic block copolymer for efficient removal of chlorophenols from aqueous solution

A novel polyimide-inlaid amine-rich porous organic block copolymer (PI-b-ARPOP) was prepared via one-step polymerization by using different molar ratios of melamine (MA)/terephthalaldehyde (TA)/pyromellitic dianhydride (PMDA), at molar ratios of 4/3/1, 4/2/2 and 4/1/3. The copolymer contained both aminal groups belonging to ARPOP and imide groups belonging to PI, and the bonding styles of the monomers and growth orientations of the polymeric chains were diversiform, forming an excellent porous structure. Notably, MA/TA/PMDA (4/2/2) had a surface area and pore volume of 487.27?m²/g and 1.169?cm³/g, respectively. The adsorption performance of the materials towards 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) in ultra-pure water was systematically studied. The pH value of 7 was optimal in aqueous solution. Na⁺ and Cl^? ions did not negatively affect the adsorption process, while humic acid (HA) slightly decreased the capacity. The equilibrium time was 40 sec, and the maximum adsorption capacity reached 282.49?mg/g at 298?K. The removal process was endothermic and spontaneous, and the copolymer could maintain its porous structure and consistent performance after regeneration by treatment with alkali. Moreover, to further assess the practical applicability of the material, the adsorption performance towards 2,4-DCP in river water was also investigated. This paper demonstrated that the PI-b-ARPOP can be an efficient and practical adsorbent to remove chlorophenols from aqueous solution.     

改性菱角壳生物炭吸附水中土霉素性能与机理

以菱角壳为原料,乙酸钾为活化剂,通过活化碳化一步法制备了改性生物炭（MBC）,对其表面形貌、孔径分布、官能团等表面性能进行了表征,并研究了其对水中盐酸土霉素（OTC）的吸附去除行为.相比于热解生物炭（BC）,MBC有更高的比表面积（1147.80m²/g）、更丰富的孔径结构,更多的含氧官能团和更强的亲水性.溶液pH值在3~8时,MBC对OTC保持较高的吸附量（165mg/g）.拟二级动力学模型和Langmuir模型可以很好地描述MBC对OTC的吸附行为.热力学分析显示MBC对OTC的吸附是一个自发吸热过程.除氢键作用、π-π键堆积作用和阳离子-π键作用以外,孔填充是MBC吸附去除OTC的主要作用机理.0.5mol/L氢氧化钠溶液可有效再生吸附饱和的MBC.因此,MBC作为一种吸附剂去除水和废水中的土霉素具有较好的潜能.