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    2019年, 第53卷, 第1期 刊出日期:2019-01-30 上一期    下一期
    研究报告
    N-甲基-N, N-二烯丙基-N-(3-脱氢枞酰氧基)丙基溴化铵的合成及其自聚动力学分析
    张海波,蒋建新,商士斌,宋湛谦
    2019 (1):  1-7.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.01.001
    摘要 ( 380 )   HTML ( 809 )   PDF(1352KB) ( 355 )  

    以脱氢枞酸、3-溴-1-丙醇、甲基二烯丙基胺为原料制备了水溶性松香单体N-甲基-N, N-二烯丙基-N-(3-脱氢枞酰氧基)丙基溴化铵(DMDHAE),并使用核磁共振、气相色谱、元素分析、红外光谱、质谱、熔点仪等分析手段对合成产物的结构和性质进行了定量和定性分析。结果表明:所合成的DMDHAE纯度为91%,熔点为127~131℃,溶解度为1.50~1.60 g/mL;核磁和红外分析中出现了特征基团峰,质谱和元素分析与理论值一致。采用差示扫描量热仪对单体自聚进行监测,并利用自催化模型对其自聚动力学进行了研究。结果表明:DMDHAE具有可聚性,单体自聚的活化能(Ea)为124.336 kJ/mol,机理函数f(α)的表达式为SB(m, n)模型。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    Pd-β/MCM-41复合分子筛加氢裂解废食用油性能研究
    赵倩,闻源振,靳海波,何广湘
    2019 (1):  8-16.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.01.002
    摘要 ( 360 )   HTML ( 204 )   PDF(1211KB) ( 276 )  

    以碱处理β沸石作为硅铝源,以CTAB为模板剂,合成了β/MCM-41介孔-微孔复合分子筛,以其为载体制备Pd-β/MCM-41复合分子筛催化剂,利用XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD和XRF等技术对其进行了表征,并与γ-Al2O3、USY、ZSM-5等载体制备的催化剂比较了废食用油加氢裂解活性。结果表明:β/MCM-41复合分子筛同时具备β沸石和MCM-41分子筛的结构,β/MCM-41为载体时,Pd-β/MCM-41催化剂具有适宜的中强酸性中心,适宜的孔道分布结构,催化剂加氢裂解废食用油的活性最高。此外还考察了催化剂制备条件对废食用油加氢裂解反应的影响,结果表明:采用离子交换法制备负载量2%的Pd-β/MCM-41复合分子筛催化剂、焙烧温度为500 ℃时,催化剂对废食用油加氢裂解的效果最好。此时,原料油的转化率可以达到85.9%,生物汽油的收率可以达到16.4%,生物柴油的收率达到17.8%,且此催化剂水热稳定性较好,再生性能良好,工业化应用前景较好。

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    松香基磁性微球的结构表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能
    黎克纯,卢建芳,雷福厚,周菊英,许海棠,赵彦芝
    2019 (1):  17-24.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.01.003
    摘要 ( 464 )   HTML ( 72 )   PDF(3364KB) ( 326 )  

    以马来松香乙二醇丙烯酸酯和甲基丙烯酸为单体,Fe3O4为磁源,通过悬浮聚合和酰胺化反应制备出松香基磁性微球。利用热重分析仪、红外光谱、比表面积与孔隙度分析仪、扫描电镜及磁天平对磁性微球进行表征,并通过静态吸附法研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果显示:松香基磁性微球既具有顺磁性(磁化率为9.123×10-4 cm3/g),又具有功能基团(氨基),比表面积、孔体积和平均孔径分别为29.73 m2/g、0.396 cm3/g和18.023 nm,表面和内部均有大量孔洞。当磁性微球粒径为72~108 μm时,在50 mL质量浓度为0.5 g/L Cr(Ⅵ)溶液中,调节pH值为2,吸附剂用量为0.8 g,25 ℃下振荡吸附,吸附平衡时间为4 h时,平衡吸附量为67.5 mg/g。动力学方程拟合结果显示吸附速率符合准一级动力学方程,吸附过程受液膜扩散和颗粒内部扩散共同影响。磁性微球循环使用5次,去除率仍达第一次吸附的85%以上,具有很好的循环使用性能。

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    响应面法优化羟丙基壳聚糖的合成工艺
    郭睿,张瑶,韩双,王宁
    2019 (1):  25-32.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.01.004
    摘要 ( 418 )   HTML ( 210 )   PDF(3033KB) ( 291 )  

    以壳聚糖(CTS)、环氧丙烷为原料合成了羟丙基壳聚糖(HPCS),采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H NMR)、X射线衍射(XRD)和环境扫描电镜(ESEM)对其结构和形貌进行了表征,并考察了合成工艺对其特性黏数的影响。结果表明,羟丙基被成功接枝到壳聚糖上,HPCS已经成功合成。在单因素试验的基础上,采用响应面分析法对其工艺进行优化,得到HPCS合成的最佳工艺条件为反应温度60 ℃,反应时间6 h,碱液质量分数30%,碱化时间20 min,环氧丙烷用量12.6 g。在此条件下,HPCS特性黏数为206.32 mL/g,相对分子质量为2.738×105,取代度(DS)为0.426。

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    P34HB/木粉生物复合材料降解过程中结构与性能的变化
    安胜男,马晓军,朱礼智,于丽丽
    2019 (1):  33-39.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.01.005
    摘要 ( 542 )   HTML ( 153 )   PDF(7623KB) ( 129 )  

    以毛白杨木粉(WF)和聚(3-羟基丁酸酯-co- 4-羟基丁酸酯)(P34HB)为原料,采用共混热压法制备P34HB/木粉生物复合材料。利用电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、热重(TG)分析、力学试验机等研究了生物复合材料自然降解过程中的结构、力学性能及热稳定性的变化。结果表明:复合材料降解前期主要是P34HB基体的降解,其后木粉纤维开始降解,降解过后的P34HB基体呈现蜂窝状。复合材料的质量损失随着时间的增加呈现上升趋势,降解100天后复合材料的质量下降了34.43%。TG和DSC进一步表明复合材料最开始降解的主要是P34HB基体,后期开始伴随有木粉纤维的降解。复合材料的弯曲强度和杨氏模量随降解时间的增加呈下降趋势,降解前10天弯曲强度和杨氏模量下降较快,分别从24.67和2 768.25 MPa下降到16.72和1 339.34 MPa,下降率为32.23%和51.62%,随后下降速率减慢,降解80天后复合材料的弯曲强度和杨氏模量达到6.74和469.43 MPa,分别下降了72.68%和83.04%,之后趋于平衡。

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    磷酸中添加剂对核桃壳活性炭性能的影响
    潘娅妮,田小云,董寅生
    2019 (1):  40-46.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.01.006
    摘要 ( 433 )   HTML ( 181 )   PDF(1022KB) ( 320 )  

    采用磷酸活化法制备核桃壳颗粒活性炭,研究了在磷酸浸渍液中加入不同种类和含量添加剂对活性炭性能的影响。以亚甲基蓝和碘吸附值表征活性炭的吸附性能,并对活性炭的孔结构参数、机械强度和微晶结构进行了测试分析。结果表明:在磷酸中分别添加柠檬酸、柠檬酸钠、硼酸和糖精浸渍处理核桃壳原料,所得活性炭的亚甲基蓝吸附值都得到提高,而碘吸附值降低,说明添加剂促使活性炭中的微孔扩大为中孔。其中,添加0.5%的柠檬酸钠得到最佳的亚甲基蓝和碘吸附值,分别达到236.5和744.1 mg/g。此外,磷酸中添加1%硼酸后得到的活性炭结构中含坚固的炭微晶,起到了增强孔结构的作用,机械强度为85.8%;而添加1%糖精得到的活性炭中的炭微晶几乎全部发生了石墨化转变,生成质软的石墨,使强度下降,机械强度仅为80.1%;添加0.5%柠檬酸钠的活性炭由于发达的孔隙结构且没有炭微晶的加固而强度较低(82.5%)。

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    添加剂对秸秆成型燃料燃烧特性的影响
    嵇顺,齐永锋,王妹婷,马如,葛攀乐
    2019 (1):  47-53.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.01.007
    摘要 ( 384 )   HTML ( 113 )   PDF(2675KB) ( 401 )  

    生物质成型燃料作为生物质能源的主要利用方式,优化其燃烧性能具有重要意义。在秸秆成型燃料中添加CaO、Ca(OH)2、SiO2、Al2O3、尿素、粉煤灰等常见添加剂,研究了其对SO2、NOx释放规律的影响。研究表明:提高钙硫比且降低含水量,能够降低SO2、NOx释放量。Al2O3的催化助燃作用增加了SO2、NOx的释放,粉煤灰与秸秆熔融烧结增强了异相脱硝。添加SiO2的成型燃料促进了钙硅酸盐复合物的生成,从而减少SO2的释放。通过分析不同SiO2添加量时的燃烧情况发现,添加量5%时,脱硫脱硝效果最好。在成型燃料燃烧15 s后添加尿素,尿素高温热解产生的还原性气体能够与SO2、NOx反应从而减少硫、氮氧化物的释放。温度升高促进熔融反应和异相脱硝反应,阻碍了焦炭中N的燃烧使NOx释放量大幅降低。

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    综述评论
    聚乳酸/纤维素共混复合材料的研究进展
    王刚,李义,刘志刚,裴成利,武丽达,佟毅
    2019 (1):  54-60.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.01.008
    摘要 ( 549 )   HTML ( 197 )   PDF(870KB) ( 554 )  

    叙述了天然纤维、改性纤维、纤维素衍生物与聚乳酸(PLA)复合材料的最新研究现状,围绕共混复合材料的相容性、分散性、力学性能以及应用等方面存在的优缺点,详细介绍了乙基纤维素(EC)、纤维素酯、羧甲基纤维素这3种纤维素衍生物与PLA共混制成复合材料,为纤维素/PLA共混复合材料的研发与应用提供参考。

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    疏水化改性纳米纤维素的制备及应用研究进展
    张恒,高洪坤,王哲,朱晓龙,刘东阳
    2019 (1):  61-66.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.01.009
    摘要 ( 459 )   HTML ( 220 )   PDF(763KB) ( 378 )  

    综述了疏水化改性纳米纤维素的研究进展,从表面吸附改性、对表面羟基化学改性和接枝共聚改性3个方面论述了对纳米纤维素的疏水化改性研究,介绍了疏水改性纳米纤维素及其衍生物在乳液和泡沫稳定方面以及在造纸、气凝胶和膜材料领域中的应用,并对其发展进行了展望,为其广泛应用提供了参考。

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