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3种苯乙烯系离子交换树脂功能基团的热失重分析

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化工管理 2015年第20期 53-53页

作者：韩娅贵州省煤炭产品质量监督检验院贵州省六盘水553000

离子交换树脂具有交换离子活性基团,是一种重要的化学高分子物质,其分子结构呈现为网状,表现在外观为球星颗粒;离子交换树脂的应用领域非常广泛,如视屏工业、石油化学工业、制药工业等等,通过离子交换树脂与其他离子之间的交换作用,从... 详细信息

离子交换树脂具有交换离子活性基团,是一种重要的化学高分子物质,其分子结构呈现为网状,表现在外观为球星颗粒;离子交换树脂的应用领域非常广泛,如视屏工业、石油化学工业、制药工业等等,通过离子交换树脂与其他离子之间的交换作用,从而实现对目标产品的吸收、分离和提纯。本文中通过热失重方法研究其功能基团的分解温度和分解速率等指标,采用三种苯乙烯系离子交换树脂作为研究对象,同时参考了红外光谱与元素分析的手段,对于离子交换树脂行业的研发生产具有指导意义。

关键词：离子交换树脂功能基团红外光谱热失重法

煤基氧化石墨烯助力锂硫电池阴极硫宿主研究进展

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储能科学与技术 2023年

作者：谭超王超广东工业大学材料与能源学院

随着便携式电子设备、新能源电动汽车和储能电网的快速发展，人类对高质量生活的追求也越来越完美，使得经济高效的电化学储能(EES)系统的需求越来越大。锂硫电池由于其成本低、取材广、效率高、质量轻、硫元素零污染等优势，已成为当前... 详细信息

随着便携式电子设备、新能源电动汽车和储能电网的快速发展，人类对高质量生活的追求也越来越完美，使得经济高效的电化学储能(EES)系统的需求越来越大。锂硫电池由于其成本低、取材广、效率高、质量轻、硫元素零污染等优势，已成为当前EES系统中应用范围最广的储能设备之一。然而，因正极硫的利用率低、锂枝晶生长、体积膨胀和长链多硫化物的穿梭效应等问题，严重制约了其商业化进程。因此，寻找新的硫宿主材料也是迫在眉睫。本文主要是致力开发煤基氧化石墨烯复合材料试图解决上述问题，其中设计了一种含氧官能团的煤基氧化石墨烯，对多硫化物的空间限域或物理捕捉。并通过煤基石墨烯(G)和被氧化后的煤基氧化石墨烯(GO)，组装成完整的扣式锂硫电池；实现了在高倍率3 C条件下进行500次长循环，比容量从初始622.5 mAh g-1维持达到448.2 mAh g-1，比容量保持率为72.1%，比容量的衰减率为0.056%，经过多次验证，得出含有丰富功能基团的煤基氧化石墨烯能够为中间产物多硫化锂提供更丰富的极性位点，在一定程度上显示出更高的亲硫性，再经过一系列的电化学表征来证明该材料在锂硫电池中的优势，为锂硫电池的进一步发展提供借鉴和方法。

关键词：氧化石墨烯功能基团锂硫电池多硫化锂

若干酰胺/氨基修饰MOFs材料的合成、CO2气体捕获及催化转化性能研究

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若干酰胺/氨基修饰MOFs材料的合成、CO2气体捕获及催化转化性能研...

作者：苗兆阔湖南科技大学

学位级别：硕士

MOFs是孔隙体积最大,比表面积最大、骨架密度最小的多孔晶体材料之一,同时具有良好的结晶度与高孔隙率。它们的结构通常可以从有机连接体的方向性和金属构建块的配位几何形状中推导出来。从这个角度上讲,金属有机框架材料可以很大程度... 详细信息

MOFs是孔隙体积最大,比表面积最大、骨架密度最小的多孔晶体材料之一,同时具有良好的结晶度与高孔隙率。它们的结构通常可以从有机连接体的方向性和金属构建块的配位几何形状中推导出来。从这个角度上讲,金属有机框架材料可以很大程度上通过设计所需的结构和孔道的尺寸来进行合成。MOFs孔道中含有极性基团与众多的亲核位点,所以它可以用于二氧化碳捕获以及催化转化,以缓解二氧化碳过度排放问题,也为生产出工业所需的精细化学品提供了便利。本文制备了三种包含不同功能基团的MOFs,并对其合成方法、晶体结构、稳定性、催化转化性能进行了深入探索,主要研究结果如下:1、有机配体及金属有机框架材料的合成通过酰氯化反应和偶联反应合成了三种带有不同功能基修饰的新颖有机配体。它们分别为HL(5-((2,5-双(甲氧基羰基)苯基)氨基甲酰基)间苯二甲酸)、HL(2,2’-(草酰双(氮杂二基))二对苯二甲酸)和HABP(5-(4-氨基-5-溴吡啶基-3-基)间苯二甲酸)。根据晶体工程学原理,在合适的条件下利用金属二价铜离子和以上三种有机羧酸配体通过配位键连接形成三种不同新型MOFs晶体材料,分别为命名为HNUST-14、HNUST-15和HNUST-16。通过PXRD、FTIR、TGA、等表征手段,结果表明这三种MOFs不论在性质上还是结构上都具有高度的稳定性,这为探究MOFs的CO催化转化性能奠定了良好的基础。2、金属有机框架材料对CO捕获性能研究得益于其开放的金属位点,极小且氨基功能化的通道,HNUST-16显示出高的二氧化碳捕获量(1 k Pa和273 K时为5.425 mmol/g,1 k Pa和298 K时为3.1925 mmol/g)。以及对二氧化碳对N有良好选择性(273K时为35.27,298K时为25.16),二氧化碳对CH也有良好选择性(273K时为5.89,298K时为2.06)。在77K时,HNUST-16的N的吸附呈现可逆的微孔I型吸附等温线。BET和Langmuir表面积分别为1516.1m/g和1490.1m/g,单点吸附总孔隙体积为0.6361 m/g。根据HNUST-16的低压数据,并利用相应的计算公式计算出HNUST-16在273 K下对CO/CH和CO/N的吸附选择性分别为5.89和35.27;在298 K下对CO/CH和CO/N的吸附选择性分别为2.06和25.16,表明该材料具有良好的CO捕获性能3、金属有机框架材料对CO催化转化性能研究以CO和环氧化合物反应合成环状碳酸酯为例,对HNUST-16这种金属有机框架材料的催化性能进行了探究,通过五轮催化转化的核磁氢谱表征结果来看,当以环氧氯丙烷、环氧溴丙烷为底物时,催化转化效果最好,并且多次催化后该材料仍然有较好的催化效果性能,为催化剂的循环利用提供了可能。

关键词： MOFs材料功能基团催化转化循环利用

不同反应条件下番茄秸秆水热生物炭的理化性质和微观结构变化

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河南农业科学 2023年第5期52卷 170-180页

作者：黄家庆刘岑薇叶菁王义祥任丽花福建省农业科学院农业生态研究所/福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福建福州350013 福建省农业科学院土壤肥料研究所福建福州350013 福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所福建福州350003

为探究炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭(TSHB)微观结构、理化性质、主要成分及炭化效率的影响,并获得高效的炭化条件,采用低耗能的水热炭化法将番茄秸秆裂解为番茄秸秆水热生物炭。设置3个炭化温度(180、220、260℃)和4个裂解时... 详细信息

为探究炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭(TSHB)微观结构、理化性质、主要成分及炭化效率的影响,并获得高效的炭化条件,采用低耗能的水热炭化法将番茄秸秆裂解为番茄秸秆水热生物炭。设置3个炭化温度(180、220、260℃)和4个裂解时间(2、4、6、8 h),共12个处理,研究不同组合的炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭形貌结构、功能基团、pH值、电导率(EC值)、生物炭成分的影响,并分析番茄秸秆水热生物炭主要成分的变化。结果表明,番茄秸秆多孔且中空的维管束结构有利于水分和热量在番茄秸秆内部的快速传递,增加水热炭化温度能加速破坏番茄秸秆维管束结构和将条状番茄秸秆炭化为颗粒状水热生物炭。番茄秸秆水热生物炭的功能基团主要是脂肪醚C-O、烷烃C-H、饱和脂肪酸酯C-O、胺C-N以及细胞壁基团C-O、C=O、C-N、C-O-C。提高炭化温度可增加番茄秸秆水热生物炭功能基团数量,但炭化温度达到260℃时,明显破坏且大幅度减少番茄秸秆水热生物炭功能基团数量。水热炭化法制备的番茄秸秆水热生物炭为酸性生物炭(pH值5.13~5.33)。在相同的裂解时间下,相较于180℃和260℃炭化温度,220℃炭化温度制备的番茄秸秆水热生物炭均获得最高的EC值(6 213~7 899μs/cm),但裂解时间从2 h延长到8 h,番茄秸秆水热生物炭EC值大幅下降18.19%~26.92%。提高炭化温度和延长裂解时间均显著增加番茄秸秆水热生物炭固定碳含量(2.23~27.99个百分点),但降低番茄秸秆水热生物炭挥发分含量(2.46~30.97个百分点)。提高炭化温度能增加番茄秸秆水热生物炭的总有机碳含量及全氮、灰分含量,增加幅度分别为10.63~29.91、0.58~0.87、1.82~3.09个百分点。综上,相对于延长裂解时间,提高水热炭化温度能更有效地提高番茄秸秆的炭化效率,增加番茄秸秆水热生物炭的氮氧功能基团数量及固定碳、全氮含量。水热炭化温度是决定番茄秸秆水热生物炭微观结构、功能基团、pH值、主要成分的关键因素,220℃炭化温度和4~6 h裂解时间是水热炭化法制备番茄秸秆水热生物炭较为合适的炭化条件。

关键词：番茄秸秆水热生物炭炭化温度功能基团

脂肪族聚碳酸酯自修复形状记忆弹性体的制备与性能研究

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脂肪族聚碳酸酯自修复形状记忆弹性体的制备与性能研究

作者：王楠楠辽宁大学

学位级别：硕士

生物医用聚合物材料在使用过程中通常会产生难以察觉的裂纹损伤,导致材料的性能和使用寿命下降并会产生隐患。本征型自修复材料能利用结构中的动态交联键实现自修复。因可实现受损后的多次修复,该类型的修复材料受到研究者们越来越多的... 详细信息

生物医用聚合物材料在使用过程中通常会产生难以察觉的裂纹损伤,导致材料的性能和使用寿命下降并会产生隐患。本征型自修复材料能利用结构中的动态交联键实现自修复。因可实现受损后的多次修复,该类型的修复材料受到研究者们越来越多的关注。聚合物的自修复主要依赖分子水平的物理或化学作用以及两者共同的作用来实现。在聚合单体中引入特别的功能基团(如巯基、氨基、羧基等)可以为材料提供动态的化学交联键,使聚合物具有自修复性能,但通常此类反应存在反应条件苛刻,产物质量不稳定且常需要外界的高温或光、磁辐射来实现自修复的缺点。此外,内部具有交联网点/结点和可逆的分子转换片段的聚合物常具有形状记忆性能。脂肪族聚碳酸酯是性能优异的生物材料,在生物医药领域有着不可或缺的地位。该类聚合物如聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)通常具有较低的玻璃化转变温度,在室温下呈现出柔性和一定的弹性特性。由于合成此类聚碳酸酯的环碳酸酯单体具有可功能化及能与多种单体共聚的优点,使得利用其功能化的单体合成具有多种功能的聚合物材料成为可能。本文第二章在辛酸亚锡的催化作用下,以聚乙二醇单甲醚(m PEG)为引发链段引发功能化三亚甲基碳酸酯5-甲基-5-苄氧羰基三亚甲基碳酸酯(MBC)与D,L-丙交酯(DLLA)本体熔融开环聚合。通过控制两种单体的投料比等条件,制备了一系列m PEG-b-P(MBC-DLLA)聚碳酸酯弹性体。通过红外光谱确定弹性体符合分子设计,且在红外谱图中发现了氢键吸收峰。弹性体在三氯甲烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺等溶剂的只溶胀不溶解,在平板硫化仪模具中200 C下长时间加热未融化现象表明合成的弹性体具有稳定的交联结构。用差式扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)测试研究了弹性体的热性能。其中,弹性体的TGA曲线上只观察到一个热分解区间,DSC曲线上只有一个玻璃化转变温度,这表明合成的弹性体为无定型聚合物。用扫描电子显微镜(SEM)对弹性体截面形貌观测表明弹性体具有较规整均匀的结构,没有出现缺陷、气泡、相分离等现象。小角X衍射衍射实验(SAXS)未发现材料存在明显的相分离导致的衍射峰,这表明聚合单体在聚合时进行了无规共聚。单轴拉伸实验表明DLLA组分的引入导致材料的断裂伸长率达到了1443%。此外,弹性体的划伤在室温下2.5 h得到了较好的恢复。研究发现MBC组分在提高弹性体的凝胶分数、力学强度和形状记忆性能方面具有积极的作用。本文第三章,在保持共聚物分子设计中MBC单体组成不变的情况下,向材料中引入不同单体比例的DLLA与TMC的成分,在第二章选定的合成条件下制备了一批m PEG-b-P(MBC-(DLLA-TMC))弹性体。溶胀实验表明弹性体具有较高的凝胶分数。DSC测试表明合成的弹性体为无定型聚合物。TGA测试表明TMC组分的引入有助于提高聚合物的热稳定性。SEM测试表明弹性体具有较规整的内部结构。形状记忆实验表明在引入TMC组分后弹性体的形状记忆性能得到大大提升,可在12 s内恢复至原始形状。自修复测试表明,在室温下修复4 h可使得弹性体的力学性能恢复67.3%。经研究聚合物分子链间是通过氢键、π-π堆积、及较大分子链间相互缠绕形成了一种交联结构的弹性体。本节研究表明可通过调整共聚单体的组成与比例调控合成的弹性体的性能,为制备多功能生物医用材料奠定基础。

关键词：碳酸酯本征型自修复交联功能基团形状记忆多功能

串联式易位解聚—环化反应和橡胶基嵌段共聚物的性能研究

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串联式易位解聚—环化反应和橡胶基嵌段共聚物的性能研究

作者：张玲丽华东师范大学

学位级别：硕士

橡胶类材料广泛应用于国防军事、航空航天和工业生产等诸多领域,是不可或缺的战略性资源。为拓展天然橡胶(NR)的研究和应用领域,实现NR分子水平上结构的改变和性能的优化,开发新型橡胶基功能性聚合物,具有重要的意义。论文围绕NR的改性... 详细信息

橡胶类材料广泛应用于国防军事、航空航天和工业生产等诸多领域,是不可或缺的战略性资源。为拓展天然橡胶(NR)的研究和应用领域,实现NR分子水平上结构的改变和性能的优化,开发新型橡胶基功能性聚合物,具有重要的意义。论文围绕NR的改性,开展了以下研究工作:经过易位解聚(MDP),NR转变为具有活性链末端的解聚NR(d NR),接着引发4-(2-己基癸基羰甲氧基)-1,6-庚二炔(HCHD)和4-(1-甲基-3-癸基咪唑六氟磷酸盐)酯-1,6-庚二炔(Im HD)单体的易位环化聚合(MCP),制备含橡胶段d NR和塑料段PA的嵌段共聚物,以此创建串联式MDP-MCP新方法。兼具柔性d NR链段和刚性PA链段的三嵌段共聚物d NR-b-PHCHD-b-PIm HD具有良好的力学性能,并表现出优异的阻尼性能,在宽温度范围内具有独特的弛豫平台。利用油酸衍生的溴化三唑啉二酮(Br TAD)改性共聚物,可增强这一特性。其中,(d NR-b-PHCHD-b-PIm HD)-40%Br UZ的阻尼值达0.57,有效阻尼温域覆盖低温至室温以上的较宽范围(-23～39 C)。因此,利用MDP-MCP方法重构不饱和聚合物,具有广阔的应用前景,为制备柔性-刚性功能化嵌段共聚物开辟了一条便捷的途径。设计合成4-[(3-苯基丙烯酸酯)甲酯]-1,6-庚二炔(Cin HD),通过MDP-MCP反应制备含肉桂酸酯侧基的两嵌段共聚物d NR-b-PCin HD。紫外-可见吸收光谱测试结果表明,用365 nm紫外光照射2 h左右,溶液和薄膜样品均发生一定程度的[2+2]光环化反应。动态光散射技术证明d NR-b-PCin HD在选择性溶剂氯仿中,存在平均粒径(D)为29 nm的组装体;紫外光交联后,组装体尺寸减小至12 nm。通过对比紫外光交联前后d NR-b-PCin HD的阻尼性能差异,发现交联后材料的最大阻尼值由0.38增大至0.43,同时有效阻尼温域也拓宽近20 C。这主要是因为[2+2]光环化反应后,聚合物分子链变得紧密,增大分子链的内摩擦,从而增强材料的阻尼性能,表明材料的宏观性能和微观分子结构间存在紧密的联系。因此,紫外光交联也是改善聚合物功能性的一种有效方法。

关键词：串联式易位解聚-环化反应嵌段共聚物功能基团三唑啉二酮力学和阻尼性能

侧链含氨基的PLGA-(PEGA-SP)_n共聚物的合成与表征

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高分子学报 2005年第3期15卷 327-332页

作者：罗丙红全大萍廖凯荣卢泽俭周长忍暨南大学化学系生物材料教研室广州510630 中山大学高分子研究所广州510275

以聚乙二醇(PEG)和N -苄氧羰基 -L- 天冬氨酸酐为原料,通过溶液缩聚法制备了聚(聚乙二醇 -co -L -天冬氨酸)交替预聚物(PEG- ASP) n;进一步以辛酸亚锡为催化剂、(PEG- ASP) n 为共引发剂引发D ,L- LA和GA开环共聚合成了带有侧氨基功能... 详细信息

以聚乙二醇(PEG)和N -苄氧羰基 -L- 天冬氨酸酐为原料,通过溶液缩聚法制备了聚(聚乙二醇 -co -L -天冬氨酸)交替预聚物(PEG- ASP) n;进一步以辛酸亚锡为催化剂、(PEG- ASP) n 为共引发剂引发D ,L- LA和GA开环共聚合成了带有侧氨基功能基团的PLGA (PEG- ASP) n 共聚物.用GPC、FT -IR、1 H -NMR、DSC等研究了共聚物的结构和性能.结果表明,共聚物表现为典型的无定形聚合物;(PEG- ASP) n 的含量对共聚物的性能有显著影响,随(PEG- ASP) n 含量增加,共聚物的亲水性增强,玻璃化转变温度(Tg)下降;以Pd(5wt% ) C为催化剂,采用催化加氢方法可完全脱除共聚物侧氨基上的保护基团;脱除侧氨基上的保护基团后,共聚物的分子量和Tg 值均略有增大,亲水性有所提高.

关键词：共聚物合成与表征氨基聚乙二醇(PEG) ^1H-NMR 玻璃化转变温度侧链 L-天冬氨酸无定形聚合物保护基团溶液缩聚法 FT-IR 结构和性能辛酸亚锡共引发剂功能基团共聚合成加氢方法催化剂亲水性预聚物 GPC DSC 分子量

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辐射接枝技术在吸附材料制备中的应用

高分子学报 2016年第6期26卷 698-705页

作者：杜纪富董珍谢聪杨鑫杨磊赵龙翟茂林湖北科技学院湖北省非动力核技术协同创新中心环境功能材料实验室咸宁437100 湖北理水化学技术有限公司生产技术部咸宁437100 上海交通大学核科学与工程学院上海200240 北京大学化学与分子工程学院北京100871

辐射接枝技术已成为高分子材料改性的重要方法之一.和传统化学接枝方法相比,辐射接枝技术具有操作简单,易于控制,不限制基材和单体等优点,近年来已被广泛应用于吸附材料的制备.采用辐射接枝技术制备的吸附材料,其功能团主要分布在基材表... 详细信息

辐射接枝技术已成为高分子材料改性的重要方法之一.和传统化学接枝方法相比,辐射接枝技术具有操作简单,易于控制,不限制基材和单体等优点,近年来已被广泛应用于吸附材料的制备.采用辐射接枝技术制备的吸附材料,其功能团主要分布在基材表面,具有单体用量少,成本低,吸附脱附速度快,功能团利用率高,选择性好的特点.本文综述了近年来辐射接枝技术在制备选择性吸附材料方面的最新研究进展,包括对重金属、放射性核素、半金属、非金属、稀土元素、贵金属和染料等不同污染物吸附材料的合成及其应用,并对辐射接枝技术在制备吸附材料中的研究方向进行了展望.

关键词：高分子基材辐射接枝吸附材料接枝单体功能基团

光学活性三嵌段刚柔共聚物的合成和在二氧六环/水中的自组装

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高分子学报 2005年第2期15卷 305-308页

作者：张洁余燕宛新华陈小芳周其凤北京大学化学与分子工程学院北京100871

An optically active rod coil rod triblock copolymer containing poly(ethylene oxide)(PEO) as the flexible segment and poly{(+) 2,5 bis[4′ ((s) 2 methyl butoxy) phenyl]styrene} (PMBPS) as the rigid segment,PMBPS b PEO b PMBPS,was synthesized via atom transfer radical polymerization.The PMBPS block had a stable helical conformation with an excess of screw sense in solution.The self assembly behavior of the triblock copolymer in dioxane/water mixed solvents was examined by means of TEM and turbidity measurements.The triblock copolymer molecules aggregated when water content in the system was about 2wt%. The higher the initial polymer concentrations,the lower the critical water content.They formed vesicles with highly dispersed outside diameters,but they had a relatively uniform wall thickness of (27±3) nm.

关键词：自组装二氧六环光学活性共聚物三嵌段嵌段聚合物合成刚性链段超分子聚集体柔性链段高级结构功能基团水多层次相分离有序相比催化