以聚酰胺多胺(PPC)和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)为原料,硝酸铈铵为引发剂,通过亲核加成反应合成了一种新型阳离子聚酰胺多胺絮凝剂,通过红外光谱仪、核磁共振氢谱仪对产物的结构进行了表征。考察了PPC与ETA质量比、反应温度、反应时间、引发剂质量对产物特性黏数的影响,确定了最佳工艺条件为:m(PPC)∶m(ETA)=1∶1,引发剂质量为0.06g,反应温度为80℃,反应时间为6h,产物特性黏数达到4.31dL/g。探究了不同阳离子度、絮凝剂质量浓度对造纸废水体系絮凝性能的影响,得到最佳阳离子度为28%~32%,质量浓度为1.8mg/L,在此条件下CODCr的去除率可达90%以上,透光率达97%以上,与其他同类絮凝剂相比性能优异。
采用直接水热法制备得到花状氢氧化镍,研究了六水合氯化镍、氨水等因素对花状氢氧化镍形貌的影响。筛选形貌较好的制备条件,合成4种花状氢氧化镍。利用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)对4种氢氧化镍进行了分析表征。结果表明,制得的4种氢氧化镍均呈花状结构,且为纯度较高的氢氧化镍。以刚果红为模型污染物,比较了4种氢氧化镍样品的吸附效果,结果发现,4种氢氧化镍样品均有较好的吸附性能,其中制备条件为氨水质量分数为13%,六水合氯化镍浓度为0.2mol/L,尿素浓度为2.0mol/L,反应温度为120℃的氢氧化镍样品能够达到98%的吸附效果。
以马来酸酐(MA)为原料合成环氧琥珀酸(ESA),以过硫酸铵为引发剂,将ESA与衣康酸(IA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚,得到同时含羧基和磺酸基的ESA/IA/AMPS三元共聚物。通过单因素试验和正交试验筛选出ESA/IA/AMPS的最佳合成条件:m(MA)∶m(IA)∶m(AMPS)=3∶1∶1,引发剂质量占单体总质量的12%,反应温度为95℃,反应时间为4h。并对ESA/IA/AMPS的阻垢分散性能进行了研究。结果表明:ESA/IA/AMPS三元共聚物的阻Ca3(PO4)2和分散Fe2O3性能与ESA/AMPS共聚物基本相当,但阻CaCO3效果明显优于ESA/AMPS和PESA。在加药质量浓度为30mg/L时,ESA/IA/AMPS对CaCO3阻垢率为80.9%,对Ca3(PO4)2阻垢率为100%。
以水稻秸秆为原料,采用微波辐射联合小分子有机酸预处理手段,考察了微波强度、酸质量分数、微波时间、固液比对木质素的移除和经预处理底物的酶水解效果的影响。通过正交实验确定了各因素的影响次序为:酸质量分数>固液比>微波时间>微波强度。在最佳的预处理条件下(柠檬酸质量分数为20%,固液比为1∶20,微波时间为8 min,微波强度为600W),酶水解96 h后的还原糖产率可达50.6%,比未处理的秸秆(22.5%)提高了28.1%。随后对最佳条件下处理的底物进行了一系列酶水解条件的优化,确定了酶水解的最优条件,即底物质量浓度为20mg/mL,控制添加的酶的总蛋白量为20mg,纤维素酶∶β-葡萄糖苷酶∶木聚糖酶蛋白量比为1∶1∶2,最佳表面活性剂吐温-80的质量分数为2%,此时的还原糖产率可达58.4%,比未优化的有明显的提高。
采用N-甲基氧化吗啉(NMMO)/H2O的纤维素均相溶解体系对羧甲基纤维素(CMC)的制备进行研究。通过1H-NMR方法测定了羧甲基在脱水葡萄糖单元(AGU)上的取代情况,研究了醚化剂摩尔比、醚化时间及醚化温度对取代度(DS)和取代基分布的影响。结果表明,较优的NMMO/H2O均相羧甲基化工艺条件为:醚化剂摩尔比为10∶1,醚化时间为120min,醚化温度为90℃,在此条件下取代度为1.26;羧甲基取代顺序表现为C(6)>C(2)>C(3),增加醚化剂用量和延长醚化时间可以促进C(2)和C(6)位的取代,提高反应温度更有利于提高C(6)的取代。与工业淤浆工艺所得的产品进行对比发现,NMMO/H2O均相体系制备的羧甲基纤维素产品具有更高的取代度和均匀的取代基分布。