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β-环糊精基多孔材料的制备及吸附芳香类污染物研究

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β-环糊精基多孔材料的制备及吸附芳香类污染物研究

作者：李东立广西大学

学位级别：硕士

当前,因污染导致水环境中存在大量有机染料、农药以及增塑剂等污染物,对人类生命安全造成巨大威胁。其中,含苯环结构的芳香类有机污染物具有难降解、毒性强等特点,易对环境造成严重的持续性污染。因此,亟需找到高效去除水中芳香类有机... 详细信息

当前,因污染导致水环境中存在大量有机染料、农药以及增塑剂等污染物,对人类生命安全造成巨大威胁。其中,含苯环结构的芳香类有机污染物具有难降解、毒性强等特点,易对环境造成严重的持续性污染。因此,亟需找到高效去除水中芳香类有机污染物的解决方法。吸附是一种高效、高性价比并且操作简单的去除水中有机污染物的手段。吸附剂的性能对吸附过程起到决定性的作用。为了更高效的处理水污染,要求吸附剂拥有高比表面积、高孔隙率及其能与污染物分子拥有更强的相互作用的特征结构。为此,本文使用绿色易得的β-环糊精(β-CD)为原料,通过多种方法制备了β-CD基多孔材料,进行了批量吸附实验研究,并探讨了吸附机理。具体研究内容和结论如下:首先,为了提升无孔的β-CD聚合物(TTI-CDP)的吸附性能,使用多种交联剂通过外编织法合成了超交联β-环糊精聚合物(TTICDP-x)。其中,由交联剂联苯二氯苄(BCMP)编织得到的TTICDP-BCMP具有多级孔结构,比表面积为1638.48 m·g,孔体积为2.02 cm·g,热稳定性高,能高效去除多类型的污染物。TTICDP-BCMP的多级孔结构能提高对污染物的吸附速率,对罗丹明B(RB)、双酚A(BPA)和2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)吸附达到平衡的时间分别为50、3和5 min。TTICDP-BCMP对RB的吸附过程属于化学-物理混合吸附,BPA和2,4,6-TCP的吸附过程属于物理吸附,具有较高的K和n值。经过6次重复使用,TTICDP-BCMP的吸附性能没有出现明显下降。该多孔吸附剂与污染物分子间具有静电力、氢键、π-π相互作用和主-客相互作用等多种分子间弱相互作用力,导致它对多类污染物具有高效的吸附能力。其次,含有C、H、O、N元素的TTI-CDP是一种易得并且具有高性价比的碳源。使用硬模板法制备TTISi-CDP,通过逐级碳化和不同活化剂(KOH)用量合成了β-CD基多孔碳材料(C-CDP-x)。通过表征发现C-CDP-x是高度无序的碳材料。其中,采用较高活化剂用量制备的C-CDP-4的比表面积为3982 m·g,孔体积为1.96 cm·g,且拥有多种含N和O的官能团。通过单组份静态吸附实验发现:C-CDP-4对邻氯苯酚(OCP)、2,6-二氯苯酚(2,6-DCP)和2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的吸附可以在较短时间内达到平衡;C-CDP-4对三种氯酚的吸附过程是熵增放热的物理吸附过程;C-CDP-4对三种氯酚具有良好的重复使用性能。结果表明,C-CDP-4的微孔结构有利于对氯酚这种小分子芳香类污染物的吸附。多组分吸附实验中,当OCP和2,6-DCP浓度较高时存在竞争吸附,C-CDP-4对2,4,6-TCP的吸附选择性最高。通过理论计算分析了吸附过程存在的弱相互作用,吸附剂主要通过π-π相互作用和范德华力对氯酚类污染物进行吸附。最后,为了制备一种能去除大分子染料的介孔吸附剂,以SBA-15为载体,通过缩合反应将β-CD接枝在SBA-15表面,合成了多种β-CD固载量的SBA15-A-CDx。其中,SBA15-A-CD2的比表面积为256.03 m·g,具有有序的孔道,是一种能高效去除甲基蓝(MB)的吸附剂。在吸附实验中,SBA15-A-CD2能在25 min内吸附水溶液中95%的MB,在25 C时对MB的最大吸附量为1790.92 mg·g。在重复使用6次后,SBA15-A-CD2对MB还拥有383.4 mg·g的吸附量。通过二维核磁以及理论计算验证了吸附机理。结果表明,吸附过程中存在主-客相互作用、氢键、静电力、疏水力以及范德华相互作用等分子间弱相互作用力。此外,SBA15-A-CD2对多种大分子染料(甲基橙、日落黄、刚果红)具有较强的吸附能力。综上所述,本文制备的β-环糊精基多孔吸附剂对多种芳香类污染物具有高效的去除能力,为去除水中有机污染物提供了多种有应用前景的吸附剂。本文通过研究吸附过程和理论计算,探讨了吸附机理。此外,本文为将来设计更高效的吸附剂提供了参考。

关键词： β-环糊精多孔材料吸附有机污染物弱相互作用

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竹材生物质干法复合机理研究

竹材生物质干法复合机理研究

作者：李东立中南林业科技大学

学位级别：硕士

竹材是世界著名的速生植物之一,具有生长周期短,择伐间期短,可持续利用而不破坏竹林等优点,竹材资源在人造板、家具、制浆造纸等方面应用较广,然而竹材存在着物理力学性能各向异性大、亲水、中空结构等缺陷,导致加工利用率低,严重资源... 详细信息

竹材是世界著名的速生植物之一,具有生长周期短,择伐间期短,可持续利用而不破坏竹林等优点,竹材资源在人造板、家具、制浆造纸等方面应用较广,然而竹材存在着物理力学性能各向异性大、亲水、中空结构等缺陷,导致加工利用率低,严重资源浪费。因此本研究以毛竹为研究对象,采用GPC、2D-HSQC等现代分析手段,解析竹材在干法复合中的变化规律,探明竹材/木质素复合机理。研究结果如下:(1)竹材/木质素复合工艺研究,结果表明,木质素/竹材比例是影响竹质复合材物理力学性能的主要因素,它对板的静曲强度、内结合强度、吸水厚度膨胀率等性能有显著影响;复合温度是影响其性能的次要因素,对内结合强度和吸水厚度膨胀率有显著影响。本试验得到的较优的工艺参数为:复合温度180℃、木质素/竹材为40:100、复合压力5MPa、复合时间为15min。(2)竹材/木质素复合机理:从竹质复合板中分离木质素,用高效阴离子交换色谱(HPAEC)、凝胶渗透色谱(GPC)、定量31p-NMR和2D-HSQC NMR对其进行表征。结果表明:在温度180℃、压力5 MPa、木质素与竹材比率为40:100条件下竹质复合板内结合强度最好。GPC分析表明木质素样品的重均分子量和多分散性降低。由2D-HSQC核磁共振和13C定量磷谱分析可得,随着复合温度的升高,β-0-4’醚键和β--β键减少,β-5键增加。同时,G型和H型木质素结构单元的百分比上升,木质素的总酚含量明显增加,这有利于竹材和木质素的复合。(3)采用FT-IR、XRD、TG、TD-GC-MS等现代手段对竹质复合板进行表征。结果表明竹质复合材的化学成分发生了巨大的改变。X衍射表明,在更高的温度下竹质复合材结晶纤维素的破坏比无定形纤维素更加剧烈,样品MOLH-2的结晶度最大,达到58,85%。FT-IR表明,复合后竹质复合材中官能团的吸收强度比竹材的要强。由TGA/DTG表明,样品MOLH-2的DTGmax值最大,表明其热稳定性较好。TD-GC-MS分析可得,样品MOLH-2中有毒成分苯酚、苯及其衍生物含量最少。(4)采用FT-IR、XRD、TG等现代手段对竹质复合板中半纤维素进行表征。结果表明,复合温度230℃和保压时间20 min时,能得到最优的半纤维素聚合物,FT-IR、TGA和DTG分析支持上述的结果。加入木质素能降低复合过程中半纤维素的热降解。

关键词：竹材木质纤维半纤维素木质素干法复合

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FRP抗屈曲加固钢构件受力性能研究

FRP抗屈曲加固钢构件受力性能研究

作者：李东立哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

FRP加固混凝土结构已经得到了比较多的应用，但是用FRP来加固钢结构却刚刚兴起，近些年来引起广泛的关注。FRP具有良好的防腐蚀性能、高强度、良好的耐久性，因此在许多环境下有着传统加固方法所不具备的优势。在08年南方雪灾中很多输... 详细信息

FRP加固混凝土结构已经得到了比较多的应用，但是用FRP来加固钢结构却刚刚兴起，近些年来引起广泛的关注。FRP具有良好的防腐蚀性能、高强度、良好的耐久性，因此在许多环境下有着传统加固方法所不具备的优势。在08年南方雪灾中很多输电塔结构出现失稳或垮塌，如何进行防屈曲加固成为一个急需解决的问题。本文主要研究了FRP加固双轴对称钢构件（以工字钢为例）以及加固钢支撑。第一组实验一共进行了5个105长细比和4个175长细比工字钢构件的试验。在试验中105长细比组构件中包含一个不加固构件，其余四个分别用FRP以不同的方式加固，加固后构件承载力的提高幅度大约在20%-30%之间。加固前的构件，达到峰值荷载以后荷载快速下降，但加固之后的构件，105长细比构件荷载还出现缓慢上升，175长细比构件，荷载平缓下降直至失稳，但下降幅度不大。这说明无论在提高承载力方面还是在提高延性方面，FRP加固都有良好的效果。第二组实验进行了4个钢支撑拉压往复荷载作用下的试验，目的是研究其滞回性能,对比承载力以及延性的提高，找出影响FRP加固效果的因素。第一个构件采用空管加固，其余三个外边缠绕FRP。试验结果表明，未剖开的FRP管加固效果延性良好，外管的整体性得到发挥。相对于第一个构件，后面三个试件的受拉承载力没有提高，但最大受压承载力提高大约50%，加固效果明显。但也有不足之处，用FRP加固钢支撑对其耗能改善情况并不是十分理想。在加固钢构件的方法中，采取了多种不同的加固方式，以对比不同加固方式对结果的影响。用FRP加固钢支撑后循环加载，与未加固构件相比加固后显示出了良好的受力性能。对于双轴对称的工字钢，构件加固后相比于加固前也出现了更好的延性和更高的承载力。在钢构件被加固后，其破坏模式发生一定改变，对于长细比较小的构件一般情况下是端部出现局部破坏，而对于长细比较大的构件还是以整体屈曲为主。

关键词： FRP 加固钢结构防屈曲循环加载整体屈曲

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国内外食品包装安全研究进展

包装工程 2009年第8期30卷 86-90页

作者：许文才李东立魏华北京印刷学院印刷包装材料与技术北京市重点实验室北京102600

介绍了国内外有关纸张、塑料、金属等包装材料中小分子化学物质向食品内的迁移研究。提出这些小分子化学物质对食品的污染问题已经引起了世界各国的重视,各个国家目前纷纷制定相应的法规以确保食品安全,并指出了我国食品安全研究的方向。

关键词：软包装小分子迁移 BPO 2-ITX 松香酸

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发泡聚丙烯研究进展及应用展望

包装工程 2009年第5期30卷 86-89,113页

作者：黄少云李东立许文才北京印刷学院印刷包装材料与技术北京市重点实验室北京102600

综述了国内外高熔体强度聚丙烯(HMSPP)的制备及发泡聚丙烯改性研究,并展望了EPP在汽车、包装、建筑等领域的应用前景。在诸多制备方法中,化学改性和共混改性将成为我国EPP工业化的突破口。

关键词：发泡聚丙烯高熔体强度聚丙稀化学改性共混改性

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聚丙烯软包装材料的改性研究

包装工程 2009年第9期30卷 5-7页

作者：李东立许文才魏华北京印刷学院印刷包装材料与技术北京市重点实验室北京102600

制备一种SiO2改性剂用于提高聚丙烯软包装材料的极性,进而提高聚丙烯的印刷复合性能。在SiO2用量5%时可以使聚丙烯的剥离强度提高50%,使聚丙烯对聚氨酯类油墨的附着牢度提高40%,且对聚丙烯材料的韧性得到改善。

关键词：聚丙烯软包装 SiO2 剥离强度油墨附着牢度

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飞机货舱火灾探测器设计探讨

消防科学与技术 2014年第11期33卷 1313-1316页

作者：李东琪刘敏李东立桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004 中国民航大学理学院天津300300 海南大学材料与化工学院海南海口570228

针对飞机货仓目前使用的火灾探测系统经常出现假报警、误报警的现象,对现有火灾探测器的种类和应用情况进行总结,分析其产生假警信息的原因并提出相应的解决办法。以纳米级气敏材料作为传感器探头,制备了多探头通道、同时感烟感温感气... 详细信息

针对飞机货仓目前使用的火灾探测系统经常出现假报警、误报警的现象,对现有火灾探测器的种类和应用情况进行总结,分析其产生假警信息的原因并提出相应的解决办法。以纳米级气敏材料作为传感器探头,制备了多探头通道、同时感烟感温感气的智能火灾报警探测器。该设备响应迅速、报警准确可靠,适用于飞机货舱的火灾探测报警。

关键词：飞机货舱火灾探测器智能报警系统

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用端基分析法测定羧甲基淀粉醚的数均分子量

化学世界 1992年第4期33卷 167-170页

作者：张镜吾吴达华李东立天津大学化学系

本文对羧甲基淀粉醚的数均分子量的测定方法进行了详细讨论,指出借助于电位滴定,确定氧化还原终点的端基分析法是测定羧甲基淀粉醚的数均分子量的最理想方法,具有很好的重复性。

关键词：羧甲基淀粉醚数均分子量端基法