在从生物质合成的各种化学品中,乳酸以其多功能、高需求的特点,展现出巨大的市场潜力。区别于传统发酵的生产方式,采用Zn-Sn-Beta和In-Sn-Beta分子筛催化剂进行一步法催化结晶纤维素生产的研究,结果发现,Zn-Sn-Beta和In-Sn-Beta分子筛的催化效果要优于单金属催化剂Zn-Beta和In-Beta。在纤维素的质量为215 mg,水的用量为5 mL,催化剂质量为160 mg,反应温度为200℃,反应时间为4 h的最佳反应条件下,2种分子筛催化产生的可溶性有机物比率均接近60%,乳酸产率约为20%。其中,催化产乳酸产率最高达24.7%的In-Sn-Beta分子筛重复使用效果较好,3次使用过后仍能将产率维持在20%以上。利用双金属分子筛催化纤维素产乳酸为替代化石燃料的可持续发展途径提供了重要的基础参考数据。
以功能性疏水长链十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(HM18)、丙烯酰胺(AM)和2-甲基-丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵(DMC)为原料,利用反相乳液聚合法合成了一种乳液型阳离子疏水缔合聚丙烯酰胺HAM-D。确定了其最佳合成条件:引发剂质量分数为0.04%(以单体总质量计),w(单体)=24%,反应温度为35℃,反应时间为6 h。通过红外光谱(FT-IR)、激光粒度仪、热重分析仪(TGA)和动态流变仪对HAM-D结构与性能进行表征。结果表明,HAM-D乳液粒径分布窄,稳定性好;与普通聚丙烯酰胺相比,HAM-D具有良好的耐热性;随着质量浓度的升高,HAM-D水溶液表观黏度逐渐上升,在5×104 mg/L矿化水中仍可达到163 mPa·s,表明HAM-D具有较好的增稠、耐盐性能;剪切300 s后,表观黏度由249 mPa·s降到236 mPa·s,表现出良好的耐剪切性能。
为了克服游离酶在实际工业生产中稳定性不好、活性易丧失、不易回收、重复利用率较低的缺点,对中性蛋白酶进行了固定化研究。将具有磁性的二氧化硅包覆的Fe3O4(Fe3O4@SiO2)材料作为载体进行中性蛋白酶固定化实验。考察了交联剂戊二醛的质量分数、交联时间、给酶量、固定化时间、温度和酸碱度对于固定化酶活力的影响,筛选出最佳固定化条件。结果表明,在交联剂质量分数为3%,交联时间为2 h,给酶量为0.20 g/g,固定化时间为3 h的条件下,固定化中性蛋白酶的活性最好。固定化酶的最适温度为50℃,固定化酶的最适pH为7.5,而且一定范围内其热稳定性和pH稳定性都比游离酶有所提高。
白炭黑(SiO2·nH2O)作为橡胶补强剂广泛应用于汽车轮胎工业。以硅烷偶联剂A171为改性剂对白炭黑进行表面改性,考察了改性温度、时间、pH和改性剂质量分数对白炭黑性能的影响,采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)、红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)等对白炭黑进行表征。适宜的改性条件为:改性温度为90℃,改性时间为120 min,pH为2.5,A171质量为白炭黑湿凝胶质量的3.0%时,改性后白炭黑的活化度达100%,表面硅羟基下降,提高了传统白炭黑的疏水性。将白炭黑应用于丁苯橡胶时,300%、500%定伸应力较未改性提高了88.5%、86.3%,拉伸强度提高16.2%,体积磨耗下降12.6%,提高了硫化胶的力学性能和补强性能。