微胶囊化新型聚硫橡胶密封剂的性能试验与评估

目的研发新型聚硫橡胶密封剂,并对其性能进行综合评估。方法基于原位聚合技术,制备以脲醛树脂为壁材,液态聚硫橡胶为囊芯的微胶囊。通过考察微胶囊密封剂的稳定可靠性、力学性能(力矩和拉伸性能)等,系统评价新型微胶囊密封剂的综合性能。结果通过聚硫密封剂微胶囊化,可将其装配工序由5步简化成1步,实现密封剂的预涂覆功能。微胶囊密封剂的稳定可靠性实验结果表明,长期储存后,微胶囊颗粒形貌不变,芯材聚硫橡胶未泄露和变性,保持良好的化学反应活性。力学性能试验结果表明,与原密封剂相比,微胶囊密封剂的破坏力矩、拆卸力矩、拉伸强度和断裂拉伸强度明显提高,断裂伸长率有所下降。结论通过脲醛原位聚合技术成功制备出形貌规整、粒径分布单一的聚硫密封剂微胶囊,实现聚硫密封剂包得住、不变性的目的。囊壁材料的引入对于密封剂力学性能有较大影响。     

新型低表面能涂层制备及紫外光照射研究

以自制氟硅聚合物为芯材,脲醛树脂为壁材,通过原位聚合法制备一种微胶囊.将其添加到涂料中制备出长效低表面能涂层.涂层的表面能低,与水接触角可达120°.涂层经紫外线照射400h后,其接触角下降不明显,表面能几乎不发生变化.     

过硫酸盐微胶囊缓释材料合成及其性能研究

针对高砷地下水原位修复中氧化还原环境控制的难点,通过原位聚合法制备了聚吡咯包裹过硫酸钾的微胶囊样品,实现了氧化药剂的缓慢释放,完全释放时间最高能达到14h。采用X射线粉末多晶衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对所制备的微胶囊样品进行了表征,利用电导率仪(DDS)检测微胶囊样品中过硫酸盐在水中的释放情况,研究了微胶囊样品的结构、表面形貌以及对氧化剂的释放性能。试验结果表明:微胶囊样品的XRD图谱显示该材料中含有过硫酸钾;微胶囊样品的电镜图显示成功地合成了均匀的且粒径在500～600nm的微胶囊;微胶囊样品的能谱图显示聚合物成功地将过硫酸钾进行了包裹;通过检测电导率,随着丙三醇在体系中浓度的降低,过硫酸钾的释放速率减慢,但是当丙三醇浓度降到一定值,过硫酸钾会无法释放。试验结果证明已成功制备出能缓慢释放氧化剂过硫酸钾的微胶囊缓释材料,并有望运用于高砷地下水的修复中。     

羧甲基纤维素包覆纳米铁的制备及其分散性研究

纳米铁以其较高的活性和较小的尺寸适用于地下水氯代烃污染的原位修复。然而,为达到原位修复的目的,纳米铁必须在水中保持良好的分散性。研究以羧甲基纤维素为分散剂采用液相还原法制备纳米铁来改善其分散性。透射电镜观察得到羧甲基纤维素包覆纳米铁颗粒呈离散状态,且羧甲基纤维素含量为64.2wt%的纳米铁粒径为20nm左右;而未包覆纳米铁颗粒有明显的棱角且粒径为50～100nm。傅立叶红外光谱测试表明羧甲基纤维素通过其分子中羧基的单齿配位作用结合在纳米铁表面。沉降曲线表明,在1mmol/LNaHCO3水溶液中羧甲基纤维素包覆纳米铁的沉降曲线是斜率为-10-4～-10-5s-1的直线,其分散性比未包覆纳米铁颗粒有较大改善。     

包覆型纳米铁的制备及其降解三氯乙烯的性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)为聚合单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过微乳液原位聚合法制备包覆型纳米铁,采用XRD、FI-IR、TEM对其性能进行表征.结果表明:包覆型纳米铁(En-n ZVI)是在纳米铁颗粒(n ZVI)外层形成了稳定的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆层,包覆后的纳米铁粒径均一、不团聚,并能于空气中放置3 d以上而不被氧化,克服了纳米铁在空气中不能稳定存在的缺点.降解实验结果表明:该纳米材料能有效降解环境污染物三氯乙烯TCE,24 h去除率超过了92%,脱氯率达到90.0%.     

室温固化的二元自修复防腐涂层制备与性能研究

目的研制一种室温中具备自修复性能的金属防腐涂层。方法将自制的室温固化剂DG593自修复微胶囊与酚醛环氧树脂F-51自修复微胶囊添加至金属防腐涂层中,通过探讨微胶囊含量对涂层力学性能、耐腐蚀性能、修复性能的影响,确定最优微胶囊添加量,并研究涂层在室温下自修复所需时间。结果微胶囊含量对于涂层的力学性能和修复性能具有显著影响,当质量分数为15%时,涂层具有较好的修复能力的同时,保持良好的力学性能,涂层室温自修复时间为6 h。结论自修复防腐涂层具备良好的耐腐蚀性,研究成果可以为金属自修复防腐涂料的发展提供参考。     

不同剂型高效氯氟氰菊酯对大型溞的毒性效应

为明确剂型对农药制剂毒性的影响,参照《化学农药环境安全评价试验准则》的方法,测定了高效氯氟氰菊酯乳油、脲醛树脂微胶囊悬浮剂、聚脲微胶囊悬浮剂和水乳剂3种剂型4种制剂对大型溞的急性毒性,并对其体长、摄食等亚急性毒性指标进行了比较.结果表明,加工成不同剂型均会提高药剂的毒性,高效氯氟氰菊酯原药对大型溞的48 h-EC50为2.50×10-3mg·L-1,乳油、脲醛树脂微胶囊悬浮剂、聚脲微胶囊悬浮剂和水乳剂3种剂型的4种制剂的48 h-EC50分别为8.04×10-4、6.25×10-4、1.56×10-3、1.65×10-3mg·L-1,且毒性随暴露时间延长而明显增加.亚急性毒性试验结果显示,当浓度为1.00×10-4mg·L-1时,3种剂型的4种制剂均会对体长、摄食等亚急性指标产生影响,且不同剂型的高效氯氟氰菊酯对大型溞体长的影响强弱顺序为:脲醛树脂微胶囊悬浮剂乳油聚脲微胶囊悬浮剂水乳剂,对摄食的影响为:乳油脲醛树脂微胶囊悬浮剂聚脲微胶囊悬浮剂水乳剂.     

原位乳液聚合法制备聚N-甲基苯胺/钡铁氧体复合物

采用原位乳液聚合法制备聚N-甲基苯胺/钡铁氧体复合物。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析手段对复合物的形貌和结构进行了表征。结果表明:钡铁氧体呈六角片状结构,粒径在1~2μm,分布较为均匀;复合物呈均匀的球状,粒径大致在2~3μm,且表面有小颗粒PNMA沉积。     

磁性共价有机框架的制备方法研究

磁性共价有机框架（magnetic covalent organic framework,MCOFs）是一种新型多孔结晶有机框架材料,由于其结合了磁性纳米颗粒和共价有机框架（covalent organic frameworks,COFs）的优点,具有比表面积大、热稳定性和化学稳定性良好、饱和磁化强度高等特点,能够快速实现污染物与溶液的分离,弥补了COFs难以分离和回收的缺点,因此在磁性固相萃取、生物检测、传感等方面具有巨大的潜在应用.然而关于MCOFs制备方法的文章鲜见报道,其制备方法根据磁性纳米颗粒与COFs不同的连接形式而不尽相同,根据2011—2019年关于MCOFs的重要文献,综述了目前MCOFs的制备方法,包括包覆法、单体聚合法及原位合成法等,指出了不同制备方法的优缺点,同时探讨了MCOFs今后的发展方向和潜在应用,希望能够为MCOFs研究提供理论依据.包覆法制备条件较温和,保存了磁性纳米颗粒的完整性,是最为广泛应用的一种策略方法;单体聚合法操作简单,但制备条件苛刻,可控性不强;原位合成法制备MCOFs更多依赖于单体聚合法制备的共价三嗪骨架,需要不断开发基于其他类型COFs的MCOFs制备条件.今后MCOFs的制备方法应从材料设计多样性、应用广泛性等方面进行考虑,并向有望实现大规模工业应用方面发展.      

CTAB作用下绿色合成纳米铁的制备及降解孔雀绿

化学合成纳米铁存在成本高和二次污染等问题,探寻低成本、环境友好的合成方法是纳米技术在环境修复中的研究热点之一.本课题组前期采用绿茶提取液(GTE)还原Fe2+合成纳米铁颗粒(Fe NPs),发现GTE合成的Fe NPs易被氧化和团聚.本文采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对绿色合成纳米铁形貌和粒径进行改善,提高了纳米铁颗粒的分散性和抗氧化性.通过SEM、XRD、FT-IR、UV-vis等表征手段对GTE合成的Fe NPs和CTAB作用下合成的Fe NPs的微观结构表征以及对孔雀绿降解效果对比表明:CTAB作用下合成的Fe NPs分散均匀,CTAB的包覆提高了Fe NPs的稳定性,从而提高了Fe NPs的反应活性.GTE合成的Fe NPs对孔雀绿的去除率为75.66%,而CTAB作用下绿色合成的Fe NPs的去除率高达91.06%.最后,提出了CTAB作用下GTE合成Fe NPs的可能机理.     

聚乙二醇为软段聚氨酯自修复涂层性能研究

目的设计并制备一种特殊分子结构的新型聚氨酯,并将其形状记忆性能应用于涂层自修复。通过与市售同类涂层进行性能对比,更为严谨科学地评测新型自修复涂层的性能。方法以羟甲基丁酸、二甲基甲酰胺作为扩链剂,采用聚乙二醇为分子链软段,以异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,采用溶液聚合法得到水性聚氨酯。设置对照组,涂以不同聚氨酯涂层,进行加速腐蚀试验。使用体视显微镜测试、傅氏转换红外光谱分析、热重分析、电化学工作站对聚氨酯的表面形貌、化学结构、热性、极化特性及交流阻抗等性能指标参数进行测试。结果同等划痕处理情况下,所制备的自修复聚氨酯各项性能明显优于市面上使用的聚氨酯有机涂层材料性能。结论具有形状记忆性能的聚氨酯具有良好的自修复性能,可用于自修复涂层的成膜物。     

Cagelike mesoporous silica encapsulated with microcapsules for immobilized laccase and 2, 4-DCP degradation

In this study, cage-like mesoporous silica was used as the carrier to immobilize laccase by a physical approach, followed by encapsulating with chitosan/alginate microcapsule membranes to form microcapsules of immobilized laccase based on layer-by-layer technology. The relationship between laccase activity recovery/leakage rate and the coating thickness was simultaneously investigated. Because the microcapsule layers have a substantial network of pores, they act as semipermeable membranes, while the laccase immobilized inside the microcapsules acts as a processing plant for degradation of 2,4-dichlorophenol. The microcapsules of immobilized laccase were able to degrade 2,4-dichlorophenol within a wide range of 2,4-dichlorophenol concentration, temperature and pH, with mean degradation rate around 62%. Under the optimal conditions, the thermal stability and reusability of immobilized laccase were shown to be improved significantly, as the removal rate and degradation rate remained over 40.2% and 33.8% respectively after 6 cycles of operation. Using mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR), diisobutyl phthalate and dibutyl phthalate were identified as the products of 2,4-dichlorophenol degradation by the microcapsules of immobilized laccase and laccase immobilized by a physical approach, respectively, further demonstrating the degradation mechanism of 2,4-dichlorophenol by microcapsule-immobilized laccase.     

城市污水二级出水超滤膜污染与膜特性的研究

以城市污水二级出水为过滤介质,考察了PVA、PVP、PMMA等与PVDF的二元及三元共混超滤膜的过滤污染行为.结果表明,共混优化了PVDF超滤膜的结构参数,添加剂PVP、PVA可有效改善膜的亲水化程度,提高膜渗透通量.超滤膜的亲水性和结构特性对膜抗污染性能影响较大;堵孔阻力是二级出水过滤膜污染不可逆的主要原因.亲水性较强的超滤膜,二级出水过滤初期易因浓差极化而导致滤饼层污染,造成一定的通量衰减,但易清洗恢复,不可逆污染指数(rir)为0,抗污染性能好.致密的超滤膜表面有利于防止二级出水中的中低分子量污染物进入膜内部,而断面通透大孔和疏松海绵层结构的超滤膜,能减少二级出水中的污染物在膜中沉积形成堵孔阻力.膜表面多孔,内部大孔发育不充分,易形成堵孔污染,通量衰减大且不易清洗恢复,膜污染不可逆.     

水环境中天然溶解有机质分子量的研究现状及意义

溶解有机质存在于所有的水环境中,它是组成不均匀、结构复杂和分子量分布很宽的有机化合物混合体。本文综述了测量溶解有机质分子量的主要方法,各种方法的原理和优缺点,其中详细介绍了高效体积排阻色谱法的原理,平均分子量和分散系数的计算,以及分子量的校正;同时介绍了可能影响分子量分布的主要地球化学因素,以及天然水中溶解有机质的分子量分布的特征。     

焦化循环冷却排污水回用的中试研究

针对武钢焦化厂的循环冷却排污水,采用超滤-反渗透双膜工艺处理。经现场中试试验检验连续运行的可行性,并取得其运行参数和条件。试验结果表明,超滤出水的SDI<1.4,出水浊度在0.3 NTU以下,出水的水质均能满足反渗透进水要求。废水经双膜工艺处理后,系统脱盐率达98.0%以上,出水水质达到了循环冷却补充水的要求,实现废水的回用,减少了环境污染。     

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%。     

两步法制备导电聚吡咯薄膜研究

在陶瓷基底上,先用化学方法,再用电化学方法两步聚合制备导电聚吡咯（PPy）薄膜。研究了施加电流和聚合时间对PPy导电薄膜电导率的影响,对比分析了两步聚合法和化学方法对PPy导电薄膜组织的影响,并对两步法在陶瓷和Al2O3基底上制备PPy导电薄膜的微观形貌进行了观察分析。结果表明,两步聚合方法制备的PPy导电薄膜的电导率随着施加电流的增大和聚合时间的增长而逐渐提高;两步法制备PPy导电薄膜的组织较仅用化学方法制备PPy导电薄膜的组织要致密连续;陶瓷基底上PPy薄膜较均匀,而Al2O3基底上PPy薄膜较疏松且不连续。     

生物铁膜生物反应器（SMBR）处理生活污水的试验研究

试验研究了在SMBR中投加不同量氢氧化铁对出水水质以及膜污染的影响。结果表明,生物铁SMBR中随氢氧化铁投加量的增加,CODrr,NH3-N去除率略有提高;当氢氧化铁投加量为混合液中污泥浓度的0～5％时,TP去除率逐渐提高,在7％时急剧下降。试验条件下氢氧化铁最佳投加量为混合液污泥浓度的5％．此时半透膜压增长最慢,膜污染程度最轻。在3％～5％的投加量下生物铁具有良好的絮状结构,有效地降低了膜表面滤饼层阻力,并且缓解了膜孔堵塞的影响,然而当投加量增大到7％时,生物铁结构变得密实,削弱了生物铁对溶解性有机物和磷的吸附,加剧了膜污染．