有机蒙脱石的制备及性能表征

测定了无机蒙脱石(MMT)的阳离子交换容量(CEC为1.049 mmol/g),以十六烷基三甲基溴化铵作插层剂,分别考察了悬浊液的酸碱度、插层剂用量、插层次数及搅拌方式对MMT的层间距d001的影响,用X-射线衍射对插层结果进行表征.结果表明,当插层剂的摩尔数与无机MMT的CEC之比为1∶1、插层温度70~80℃时,用稀的NaOH溶液调节MMT悬浊液的pH值为12,先在水相用四甲基铵进行插层,抽滤、充分洗涤,然后将滤饼分散在体积分数为70%乙醇溶液中,再用自制的酯基季铵盐进行二次插层,用均质器高速搅拌,搅拌速度约5 000 r/min,每次插层时间为1 h.在该条件下制备的有机MMT的d001达3.5 nm左右,且无机MMT的一级衍射峰完全消失.     

壳聚糖/钠基蒙脱土的溶液插层研究

以醋酸溶液为介质,通过溶液插层方法,研究了插层反应温度、插层反应时间、CS用量以及CS分子量等诸多因素对插层复合物结构的影响.通过X射线衍射及透射电子显微分析对插层复合物中MMT层间距的变化进行了表征.通过傅立叶变换红外光谱对插层复合物的化学结构变化进行了分析.结果表明,应用相对分子量为80104的CS,在60oC下,插层6h,所获插层复合物层间距最大为1.53nm;CS用量对层间距影响较小;降低CS相对分子量有利于CS对MMT的插层,得到层间距更大的插层复合物.CS相对分子量是影响插层结构的主要因素,通过CS相对分子量大小的调整有望得到结构可控的插层结构.     

γ-聚谷氨酸阻垢性能的研究

通过枯草芽孢杆菌发酵得到γ-聚谷氨酸(γ-PGA),并采用静态阻垢法评价γ-PGA的阻垢性能.研究了温度、pH值、Ca~(2+)浓度、γ-PGA分子量以及γ-PGA浓度对于该阻垢性能的影响,并对其阻垢产物进行结构表征以及对阻垢原理进行初步分析.研究结果表明,γ-PGA大分子和小分子均具有较强的阻垢作用,而小分子具有比大分子更加优良的阻垢特性.在阻CaSO_4垢和阻CaCO_3垢实验中,达到100%阻垢率时,小分子γ-PGA的最低浓度分别为4 mg/L和2 mg/L,而在相同条件下大分子γ-PGA的最低浓度均为20 mg/L.     

有机蒙脱土的制备及应用研究

以蒙脱土(MMT)为原料,用两种不同类型的有机插层剂与蒙脱土层间的离子进行交换,制备了两种有机蒙脱土.FTIR、XRD结果表明插层剂进入蒙脱土的纳米层间且层间距均可达到4nm以上,其中与蒙脱土有化学作用的有机硅插层剂插层效果更好;TGA分析表明两种有机蒙脱土都具有很好的热稳定性,分解温度达到200℃以上,分解温度的高低与插层剂的结构以及所处的介质环境有关.初步研究了有机蒙脱土在有机硅乳液中的应用.     

γ- 聚谷氨酸乙酯与γ- 聚谷氨酸苄酯的生物降解性能

为了了解生物可降解聚合物γ-聚谷氨酸(γ-PGA)乙酯与γ-聚谷氨酸苄酯的生物降解性能,采用枯草杆菌NX-2(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus niger)和土埋法对γ-PGA乙酯和γ-PGA苄酯的降解性能进行研究,用扫描电镜观察降解结果.结果表明:枯草杆菌对γ-PGA乙酯和γ-PGA苄酯的降解作用优于黑曲霉;相对厚度较大的薄膜,在枯草杆菌NX-2中缓慢降解;在黑曲霉中,γ-PGA乙酯的降解速率相对较慢,薄膜的形态没有发生变化;γ-PGA苄酯的降解性能优于γ-PGA乙酯.     

γ-聚谷氨酸锰的制备及其性质研究

 用γ-聚谷氨酸(γ-PGA)作为载体,鏊合金属离子锰,制备成一种新型的自由基清除剂.通过微生物发酵得到γ-PGA,将γ-PGA与MnSO₄按不同物质的量比反应,用ICP测定结合率,并对产物进行结构表征.用SOD试剂盒检测其体外抗氧化活性.结果发现γ-PGA经121℃高压、酸降解后得到分子质量为15000u左右的小分子γ-PGA.当COO^-与Mn²⁺物质的质比为1:2时,结合率可高达91%.经检测γ-PGA-Mn具有缓释能力,其SOD活性为2513.78U/mL.通过本研究得到的聚合物具有良好的抗氧化作用及缓释作用.     

响应曲面对γ-PGA絮凝电镀生化出水的优化研究

电镀废水污染物成分复杂,尤其大量的重金属离子,对生态环境危害极大.本文基于新型生物絮凝剂γ-PGA(γ-聚谷氨酸)处理电镀生化出水、降低其COD以及重金属离子的含量,研究了pH值、温度以及γ-PGA的投加量各因素对γ-PGA处理电镀生化出水的影响,并采用响应曲面法建立了γ-PGA处理电镀生化出水的二次多项数学模型.结果表明:γ-PGA生物絮凝剂对电镀生化出水COD和Cu(Ⅱ)都有较好的去除作用;响应曲面法建立的回归方程对γ-PGA处理电镀生化出水重要的污染物预测效果较好.     

聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土复合材料纳米化影响因素

分别用4种蒙脱土(原土MMT、OMMT1、OMMT2、OMMT3)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行乳液插层复合.经X射线衍射(XRD)、傅立叶红外(FTIR)以及透射电镜(TEM)分析表明,3种有机蒙脱土(OMMT1、OM-MT2、OMMT3)都能够与MMA成功插层复合,制备出PMMA/MMT纳米复合材料.重点研究蒙脱土种类、蒙脱土质量分数、反应温度、反应体系引发剂的质量分数以及聚合时间等因素对PMMA/MMT复合材料纳米化程度的影响.结果表明,在86℃、体系引发剂为1.2 g且反应时间为8 h的合成条件下,MMA与OMMT2(OMM2与MMA质量比小于7∶93)能达到良好的复合效果,可以获得剥离型PMMA/MMT纳米复合材料.     

高Nb-TiAl合金连续升温过程的组织演变

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DSC)和热膨胀仪(DIL)等研究高Nb-TiAl合金(Ti-45Al-8.5Nb-0.2W-0.2B-0.02Y,摩尔分数,%)在连续升温过程中的相变行为与显微组织演变。结果表明:高Nb-TiAl合金在升温过程中存在2个相变过程,1有序α2相→无序α相转变,2四方γ相→α相扩散型转变;在α2相→α相转变结束后,γ相→α相转变开始前,显微组织的近片层团尺寸随温度升高而减小,板条间距随温度升高而增大;随着温度的逐渐升高,γ相在母相α相的晶界、边界处逐渐消失。     

SMA/MMT纳米复合材料中残留插层剂对其加工性能的影响

采用HAAKE转矩流变仪研究了苯乙烯-马来酸酐共聚物/蒙脱土(SMA/MMT)纳米复合材料中残留插层剂十六烷基三甲基溴化铵对其加工性能的影响.结果表明,体系中残留部分插层剂会导致SMA降解,且加工温度越高,降解程度越大,使其失去使用价值.将体系中的插层剂完全洗净后,SMA/MMT复合材料中SMA不再发生降解,复合体系具有与SMA类似的加工性能.     

基于VHS分子模型的DSMC方法研究分子蒸馏气相微观特性

为了研究分子蒸馏器内气体的微观特性,基于变径硬球分子模型,采用了直接模拟蒙特卡洛方法,考虑了分子转动能和平动能,建立了描述分子蒸馏气相传递过程的一维和二维模型,计算了不同蒸发温度下的蒸发效率,并将模拟计算值与实验数据对比,验证了模型的合理性.通过模拟分子的运动和碰撞过程,分析了蒸发温度、冷凝温度和蒸发面与冷凝面的间距等参数对气相空间的碰撞频率和分子平均自由程分布的影响.结果表明:碰撞频率和平均自由程分布的变化始终呈相反趋势;在蒸发面附近,碰撞频率和分子平均自由程分别处于各自最大值和最小值;从蒸发面到冷凝面的气相空间,碰撞频率逐渐减小,分子平均自由程逐渐增大;靠近冷凝面时,碰撞频率和分子平均自由程分别达到各自最小值和最大值;随着蒸发温度或冷凝温度的升高,气相空间同一位置处的碰撞频率增大而平均自由程减小;随着蒸发面与冷凝面的间距增加,碰撞频率在同一位置处有所增大,但在冷凝面附近更小;间距增加,同一位置处的分子平均自由程减小,但是冷凝面附近,间距越大时平均自由程也越大.     

4,4''''-二氨基二苯甲烷固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

首次采用离子交换法直接用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土,制备出具有理想层间距的有机土,X射线衍射(XRD)分析的结果表明有机蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm.然后制备了环氧树脂/DDM/MMT纳米复合材料,并用XRD研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层、剥离行为.研究表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.     

4,4’-二氨基二苯甲烷固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

首次采用离子交换法直接用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土,制备出具有理想层间距的有机土,X射线衍射(XRD)分析的结果表明有机蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm.然后制备了环氧树脂/DDM/MMT纳米复合材料,并用XRD研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层、剥离行为.研究表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.     

高岭石/N-甲基甲酰胺插层复合物的制备

室温下,通过磁力搅拌制备高岭石/N-甲基甲酰胺(NMF)插层复合物.用XRD、FT-IR、TG-DSC分析插层前后特征基团和结构的变化.结果表明:NMF有机分子进入高岭石层间,在连续搅拌24 h后插层率为92%,层间距由0.71 nm膨胀为1.07 nm,随着反应时间的延长,插层率下降,但是其结构的有序度提高;插层后3 696 cm-1、3 668 cm-1、3 651 cm-1处峰强度变弱,3 619 cm-1基本不变,在1 638 cm-1和3 553 cm-1处出现新的吸收峰;TG-DSC分析表明在145℃左右有机分子分解,512℃左右失去结构水,1 000℃左右出现相转变.     

插层高岭土的制备及其电流变性能

以肼为客体采用水热法对高岭土进行插层处理,获得插层率较高的插层高岭土.以插层高岭土为分散质、甲基硅油为连续相制备复合电流变液.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、电流变液测试装置等对插层高岭土进行结构表征及电流变液性能分析.讨论水热处理温度、肼质量分数、酸碱度对插层率的影响,以及高岭土插层对电流变液效应的作用.结果表明,在160℃的条件下,用质量分数为50%的肼溶液插层处理高岭土可以得到插层率59%的插层高岭土;水热法在肼插层高岭土制备方面效果明显;肼分子进入到高岭土层间,导致其层间距由0.714 nm增加至1.037 nm;插层高岭土电流变液的电流变性能明显优于未插层高岭土电流变液.     

EAC-PCC复合结构层间温度应力研究

制作电热沥青混凝土EAC(Electrothermal Asphalt Concrete)-PCC(Portland Cement Concrete)复合结构试块,在EAC-PCC的层间埋设应变片,通过试验检测EAC-PCC的层间温度应力;建立有限元模型进行数值模拟,分析温度、电压、风速对复合结构层间温度应力的影响.试验表明:温度应力随时间延长逐渐增加,同一时刻不同检测点的温度应力不同;通电240 min时,中心点层间温度应力为0.37 MPa,温度上升了4.6℃.数值模拟表明:通电240 min,中心点层间温度应力为0.41 MPa,温度升高了5.2℃;随着环境温度的降低层间温度应力逐渐增大,负温时层间温度应力快速增大,正温时层间温度应力较小;与环境温度0℃相比,通电240 min时,-10℃、-20℃时层间温度应力分别增加了94.25%、126.72%,而10℃时层间温度应力减少了76.44%;随着通电电压增加,层间温度应力增加的速率变大;随着风速的增加层间温度应力在减小,与风速为0时相比,通电240 min时,风速为1、2、3 m/s的层间温度应力分别减少了15.59%、24.21%、29.66%.     

非对称外电场作用下C_8H_(14)O分子的结构和性质

基于密度泛函理论(DFT)中的B3P86方法,在6-311++G(2df)基组水平上,计算得到C8H14O分子沿x轴方向加非对称电场(-0.008 0~0.002 5)时的基态几何构型、电偶极矩和分子总能量.计算结果表明:电场强度大小影响分子的几何构型;随着电场强度的增加,分子偶极矩先减小再增大;当电场强度F=0时,分子总能量为-389.881 8,随着电场强度的增加,分子总能量升高,当F=0.002 5时达到最大值-389.879 9;随着电场强度的增加,系统总能量逐渐升高.     

高岭石-DMSO插层复合物的制备与表征

制备并表征高岭石-二甲基亚砜插层复合物,讨论二甲基亚砜与水的体积比、捕层时间和插层温度对捕层反应的影响.实验结果表明:二甲基亚砜(DMSO)可以很容易地直接插入高岭石层间,使高岭石的层间距由0.695 0 nm增加到1.085 1 nm;采用超细粉碎高岭石可以大幅度降低DMSO的浓度,提高插层率,如果反应条件控制得当,...     

外电场作用下SiS分子结构及其特性研究

采用密度泛函B3P86/6-311++g(d,p)方法研究了在不同外电场(-0.03～0.03a.u.)作用下SiS基态分子的几何结构、能级分布、能隙、红外光谱及势能曲线等的变化规律。结果表明:随外电场(Si→S方向)的增大,SiS分子键长逐渐增大,分子振动频率和红外光谱强度逐渐减小,总能量逐渐升高,当F=-0.01a.u.时,能量达到最大,随后继续增大电场强度系统总能量开始降低;EH和EL及能隙随电场的增加逐渐增大,当F=0.02a.u.时,EH和EL及能隙均达到最大值,随着电场的继续增大,能级EH和EL及能隙逐渐减小;基态分子势能曲线对外电场方向有明显依赖关系。     

温度对聚电解质/表面活性剂混合体系相行为的影响

通过浊度测定的方法研究温度对聚丙烯酸钠/十二烷基三甲(乙、丁)基溴化铵混合体系相行为的影响.研究发现:温度对该类体系产生了两种相反的影响.温度较低时,随着温度升高,体系浊度增大;温度较高时,随着温度的升高,体系浊度又逐渐减小,在某一温度(Tc)下出现浊度极大值.聚电解质分子主链疏水性增强或表面活性剂亲水基部分疏水链增长使Tc升高,pH的增大也使Tc升高.