羧甲基壳聚糖水凝胶的制备研究

以壳聚糖为原料,通过改性制得亲水性的羧甲基壳聚糖,并对改性条件进行了研究。采用戊二醛交联法制备羧甲基壳聚糖水凝胶(CMCS-GA)。对该凝胶的成胶条件、p H敏感性和温度敏感性进行了研究。结果表明:羧甲基壳聚糖水凝胶的成胶过程受到了羧甲基壳聚糖浓度、温度、时间、交联剂浓度的影响。所制得的羧甲基壳聚糖水凝胶具有良好的温度和p H响应性。     

交联羧甲基葡甘聚糖凝胶对Cr^3＋的吸附性能

研究了新型吸附材料交联羧甲基葡甘聚糖凝胶对Cr3＋的吸附特性,分别考察了时间、pH、温度、Cr3＋的浓度对交联羧甲基葡甘聚糖凝胶吸附Cr3＋的影响,并利用红外光谱表征了交联羧甲基葡甘聚糖凝胶-Cr3＋的结构.结果表明：交联羧甲基葡甘聚糖对Cr3＋的吸附在10h基本达到平衡;pH和温度对交联羧甲基葡甘聚糖凝胶吸附Cr3＋有明显的影响;Cr3＋的吸附量在pH6.00达最大值;在25～45℃范围内,随温度的升高,Cr3＋的吸附量逐渐升高而趋于饱和;45℃下,在HAc-NaAc介质中,当Cr3＋的质量浓度为240mg/L,pH6.0时,吸附容量达到97.5mg/g.     

羧甲基壳聚糖/聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶性能研究

以羧甲基壳聚糖和N-异丙基丙烯酰胺为原料,N,N′-亚甲基双丙基酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂合成了羧甲基壳聚糖/聚(N-异丙基丙烯酰胺)(CMCS/PNIPAAm)复合水凝胶。考查了温度、pH、离子浓度等对复合水凝胶溶胀度的影响。研究表明,在25~75℃温度范围内,pH=5-10范围内,CMCS/PNIPAAm复合水凝胶的溶胀度大于羧甲基壳聚糖;在NaCl浓度为0.30-0.60mol/L,CaCl2的浓度为0.10-0.60mol/L时,CMCS/PNIPAAm复合水凝胶溶胀度明显大于羧甲基壳聚糖水凝胶。结果表明,合成的羧甲基壳聚糖/聚(N-异丙基丙烯酰胺)复合水凝胶有较好的温度、pH、离子强度敏感性。     

羧甲基纤维素的制备及其多元接枝高吸水树脂

以草桨纤维素为原料通过两段碱醚化制备羧甲基纤维素(CMC)，考察了反应条件与产品取代度之间的关系，确定了最佳合成工艺。对CMC多元接枝共聚，得到性能良好的高吸水树脂。     

纤维素/钴镍铁层状氢氧化物复合气凝胶合成及吸附环丙沙星实验研究北大核心

针对白洋淀抗生素水污染研究现状并依托当前科研项目,设计了采用水热法合成以羧甲基纤维素(CMC)为基底、钴镍铁层状氢氧化物(CoNiFe-LDH)修饰的复合气凝胶(CMC/CoNiFe-LDH)吸附水中环丙沙星的研究型实验。实验使用SEM、XRD、FTIR等对CMC/CoNiFe-LDH的形貌、物相、基团等进行了表征,并分析了pH、反应时间、初始浓度对吸附效果的影响。实验结果表明,最佳实验条件下CMC/CoNiFe-LDH对环丙沙星的吸附量为298.32mg/g。该教学实验涉及分析化学、材料化学、仪器分析等课程知识,有助于激发学生的实验学习兴趣,培养创新思维及实验动手能力,提高运用理论知识解决实际问题的能力。     

水体中的有机污染

有机污染是水体中的主要污染,影响较大而普遍。 水体中有机污染物主要来自生活污水、牲畜污水及食品、造纸、制革、印染、焦化,石油化工等工业废水。从排水量来看,生活污水是有机污染物的最主要来源。 根据污染物在水体中转化及其对水质的影响,可将有机污染物分为两类:易降解有机物和难降解有机物。易降解有机物均为一般有机化合物,如糖类、蛋白质、脂肪、纤维素等。难降解有机污染物,如稠环芳烃和有机氯农药等。它们均难溶于水,在水体中降解很慢,可视为惰性物质。     

交联羧甲基葡甘聚糖微球对钪的吸附性能

探索了新型吸附材料交联羧甲基葡甘聚糖（CCMKGM）微球的制备条件,研究了交联羧甲基葡甘聚糖微球材料对Sc^3＋的吸附特性,分别考察了时间、pH、温度、Sc^3＋的浓度对微球材料吸附Sc^3＋的影响;同时测定了微球材料的洗脱与再生性能.结果表明：pH和温度对交联羧甲基葡甘聚糖微球吸附Sc^3＋有明显的影响,Sc^3＋的平衡吸附量随pH和温度的升高而升高.在50℃下,HAc-NaAc介质中,Sc^3＋质量浓度为400mg/L,pH为6.40时,吸附容量达到92.9mg/g,CCMKGM对Sc^3＋的吸附在9h左右基本达到平衡.再生CCMKGM效果与原CCMKGM基本一致。     

石墨烯基复合水凝胶的构筑及其对甲基橙的光催化降解效果

利用水热合成方法,在有机胺存在时,合成了钛铌酸掺杂的石墨烯基复合水凝胶。分别考察了有机胺的种类和钛铌酸的含量对制备的石墨烯基复合水凝胶的形貌和光催化性能的影响。最终分别比较了石墨烯水凝胶、钛铌酸纳米片和钛铌酸掺杂石墨烯基复合水凝胶对甲基橙在紫外-可见光下的光催化效果。结果表明,钛铌酸掺杂的石墨烯基复合水凝胶在紫外-可见光下对甲基橙具有更好的消除效果。该材料具有易携带、易回收、良好的吸附和优异的光催化效果于一体的特点。     

合成巯基纤维素(SC)对含铜(Ⅱ)废水的吸附研究

以柚子皮纤维素、硫代乙醇酸为基本原料,制备巯基纤维素(SC)新型吸附剂,用其对含Cu2 的溶液进行了静态吸附研究。本文探讨了Cu2 初始浓度、pH值、吸附时间、反应温度、吸附剂用量等因素对吸附性能的影响,结果表明:在pH为6.5、Cu2 浓度为100mg/L和吸附剂为0.2g时,常温条件下吸附2h后Cu2 去除率和吸附容量分别达到98.03%和24.5068mg/g,吸附反应符合Langmuir和Freundlich等温方程。     

黑泥中纤维素分解菌的分离、选育及应用

以麦糠纤维素为碳源,从造纸厂污水治理产生的废弃物——黑泥中分离出9株能分解纤维素的菌株。分别对其进行了滤纸分解度、羧甲基纤维素酶活力、天然纤维素酶活力、不同温度对纤维素分解菌酶活力的影响等方面的测定。结果表明:W-07菌株对滤纸的分解能力最强,不到14h滤纸全成糊状;同时羧甲基纤维素酶活力、滤纸糖化力和天然纤维素酶活力也最高,且在55℃的条件下具有最高的酶活力。将该菌种经扩大培养后应用到有机肥生产中,不但能减少黑泥对环境的再污染,同时产生了良好的经济效益。     

介孔炭材料的孔径控制及其对染料的吸附性能研究

介孔炭是吸附材料中孔利用率较高的一种材料,其结构不同对污染物的吸附能力也不相同.该文通过改变模板剂与碳源质量比的方法制备出不同孔径分布的介孔炭材料,从而实现污染物的高效去除.同时研究了合成材料对罗丹明B、亚甲基蓝和活性艳红等目标污染物的染料溶液的吸附性能.实验采用挥发自组装的方法合成介孔炭材料,采用扫描电子显微镜以及氮气吸—脱附实验对介孔材料进行了分析,并通过控制溶液的p H、温度以及反应时间研究合成介孔炭材料对目标污染物的吸附影响.结果表明,介孔炭材料具有有序介孔结构,孔径在1.286~3.008 nm范围内可调控,并且孔径分布最均匀的介孔炭对不同的染料的饱和吸附量在15.55~24.83 mg/g之间变化,不同孔径分布的介孔炭对相同的染料的饱和吸附量在8.75~24.83 mg/g之间变化,合成材料表现出了较好的选择吸附能力.     

用于液相分离的聚合物膜表/界面的设计与剪裁（英文）

合成聚合物分离膜被广泛应用于水处理、蛋白质分离和医疗保健等领域。然而,传统聚合物膜面临着重大的挑战,例如渗透性和选择性之间相互制约、膜易被污染、机械强度低等。为了解决这些难题,本研究小组在聚合物分离膜的表/界面设计与剪裁以及膜材料构效关系上进行了系统的研究工作,并取得了以下进展:(1)提出并建立了一种基于贻贝仿生儿茶酚化学的膜表面功能化与纳滤膜制备新途径;(2)设计并制备了一种以刚性多孔基膜为载体的凝胶填充聚合物复合膜,发展了一种高机械强度的环境响应性分离膜制备方法;(3)建立了基于两亲聚合物的分离膜表面按需设计以及抗污改性的新方法;(4)设计并开发了一系列兼具过滤与吸附功能的吸附型分离膜,可用于水中痕量重金属离子、抗生素、塑化剂等微污染物的快速脱除。     

介孔纳米γ-Al2O3的制备及其吸附性能

采用溶胶-凝胶法合成了介孔纳米γ-Al2O3,以透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD)比表面测定(BET)等技术,对所得的介孔纳米γ-Al2O3进行了表征.考察了不同条件下制备的介孔纳米γ-Al2O3在静态吸附条件下对磷酸根离子的吸附性能.实验结果表明,选择1 g,L的溴化十六烷基三甲铵作为分散剂,在pH=4.1、陈化48h、煅烧550℃、保温3h的条件下制备的介孔纳米γ-Al2O3的比表面为551.8m2/g,其对磷酸根离子的吸附性能较好.     

二肽衍生物水凝胶的染料吸附性能综合化学实验

为了提高学生对所学知识的综合运用能力,培养科研创新能力,设计了研究二肽衍生物水凝胶的染料吸附性能的综合化学实验。考察了染料种类、吸附时间、染料浓度等条件对吸附效果的影响。实验结果表明,水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附效果比甲基橙好,并对二者的混合染料溶液表现出良好的吸附选择性。水凝胶对亚甲基蓝的吸附行为符合准二级动力学方程,且同时符合Langmuir和Freundlich吸附等温线。该实验涉及的知识点多、可操作性强,十分适合面向高年级本科生开设。     

聚甲基丙烯酸水凝胶的制备研究

以甲基丙烯酸为原料,N ,N’亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,自由基引发聚合制备聚甲基丙烯酸水凝胶,研究了聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀率、保水率,讨论了交联剂、引发剂的用量以及pH、盐溶液浓度对溶胀性能的影响．实验结果表明：当合成温度为70℃时,p H＝8,盐溶液浓度为0,交联剂、引发剂用量分别为反应物质量的0.6％,1.0％,制备出来的水凝胶的溶胀性能最好．     

MIL-101-(Fe)的合成、表征及对草甘膦的吸附实验

该实验以FeCl3·6H2O为铁源,以对苯二甲酸(H2BDC)为有机配体,通过原位水热法合成了MIL-101-(Fe)金属有机框架材料,并将其用于水体中草甘膦的吸附.在MIL-101-(Fe)制备过程中,通过改变吸附剂的干燥温度,制备了不同的吸附剂,并用SEM、XRD、FTIR等手段对吸附剂进行表征.通过吸附等温线、吸...     

交联羧甲基葡甘聚糖吸附镱的研究

将交联羧甲基葡甘聚糖用于对镱的吸附,探讨了吸附时间、温度、pH、镱的浓度对镱的吸附率的影响,结果表明:当吸附时间为9h,pH为5.00,镱的初始浓度为30mg/L,温度为45℃时,交联羧甲基葡甘聚糖对镱的吸附率达到39.41%.     

天然水体中颗粒悬浮物对有机污染水体系净化的实验模拟

本文以上海竹圆地区苏州河底泥为研究对象,以化学耗氧量为主要的研究手段,进行了二部分的研究。第一部分研究了泥沙吸附有机污染物的最佳吸附量,最佳吸附酸度,最佳吸附时间和吸附饱和后泥沙的zeta电位,从而为第二部分的模拟实验选择最佳条件。通过实验得出:最佳吸附量3g/l(干重),最佳吸附酸度pH=7—9(与实际体系接近),最佳吸附时间1—3h,此时的CODcr去除率可达到50％,吸附饱和后的泥沙的等电点在pH=3左右,在pH=7—9的范围内zeta为15-20mv间,颗粒不稳定,易发生絮凝沉降。第二部分通过实验室模拟,研究了上海竹圆地区苏州河底泥对污水的降解,经过与无泥沙污水降解的对照,说明泥沙在天然水体自净化过程中所起的重要作用。实验表明,初始阶段,泥沙以吸附污水中的有机污染物为主,尤其在加入泥沙后的1—3h,这一现象更为明显,吸附饱和后,有机物的降解主要为附着在泥沙表面的各种微生物在起作用。     

新型阳离子水凝胶的分步聚合及表征

基于分步聚合的方法,以甲醛、丙酮、二甲胺为原料通过溶液缩聚制备了新型阳离子水凝胶材料.通过改变原料配比和交联剂用量,优化了凝胶合成工艺;通过对基团结构与凝胶特性的表征分析,揭示其合成机理和使用性能.研究结果表明:通过优化合成工艺,可制得综合性能较优的凝胶产品,其阳离子度可达3.59 mmol/g,蒸馏水中溶胀率为49倍.凝胶分子链上含有大量极性亲水基团;在酸性环境下其表面zeta电位可超过+40 m V;在不高于150℃的环境下凝胶具有良好的热稳定性.此外,溶液温度和p H值等环境因素对阳离子水凝胶溶胀率均有较为显著的影响.     

丙烯酸水凝胶的制备研究

以丙烯酸和氢氧化铝为原料制备水凝胶,考察了交联剂用量、引发剂用量和溶液pH等因素对凝胶吸水性能的影响.制备的水凝胶具有显著pH敏感性、pH可逆性.