基于低共熔溶剂前端聚合制备大孔水凝胶及其溶胀和吸附性能

来源 :高分子材料科学与工程 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lytmxl
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以丙烯酸(AAc)、丙烯酰胺(AM)为氢键供体(HBD),氯化胆碱(ChCl)为氢键受体(HBA),按一定比例加热合成可聚合低共熔溶剂(DES),进而以DES为反应性绿色溶剂,将DES通过前端聚合(FP)制备大孔聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)(P(AAc-co-AM》)水凝胶.采用红外光谱和扫描电镜对水凝胶的结构进行表征,并研究了大孔水凝胶的溶胀动力学、pH敏感性以及对亚甲基蓝(MB)的吸附性能.结果 表明,DES聚合后经水洗、冷冻干燥可制得大孔水凝胶.制备的水凝胶具有pH敏感性,其水溶胀遵循non-Fickian扩散机制.大孔水凝胶对MB有良好的吸附去除能力,其平衡吸附量随pH值增大而增大,当pH=12时,大孔水凝胶对MB的平衡吸附量为64mg/g,去除率达85.07%.
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合成了3种结构新颖的没食子酸衍生物有机凝胶因子,研究了该类有机凝胶对水中煤油、柴油、罗丹明B、亚甲基蓝等4种有机污染物的去除、回收方面的性能.结果表明,水中的煤油、柴油均可通过凝胶化去除,并可实现对煤油或柴油与有机凝胶因子的双回收;有机凝胶对水中罗丹明B、亚甲基蓝具有明显净化作用,特别是通过自制的凝胶柱可实现快速水净化,分离时间约5 min.罗丹明B、亚甲基蓝的去除率均达94.0%以上.
纤维素是自然界中储量最丰富的可再生生物高分子聚合物,价格低、可生物降解,被广泛应用于水资源污染吸附领域.单纯的纤维素吸附材料较为环保,但存在吸附能力差、功能单一等不足.纤维素通过与其他物质复合制备成纤维素基复合吸附材料可以弥补这些劣势.因此纤维素基复合吸附材料的开发利用对缓解水资源污染有着重要的意义.文中总结了近年来纤维素基复合吸附材料的最新相关研究,介绍了纤维素与氧化石墨烯、金属氧化物、矿物质、单宁、金属有机骨架等制备复合吸附材料的研究进展,并对纤维素基复合吸附材料的发展前景进行了展望.
选用微晶纤维素(MCC)和短链的柠檬酸三丁酯(TC)在溶液体系中通过酯交换反应制备表面改性纤维素(TM).扫描电镜研究发现,酯交换的改性过程完全破坏了纤维素的晶体结构,减小了纤维素的分散尺寸,由50 μm减小为200~300 nm;动态力学热分析和流变性能分析表明,纤维素的表面改性改善了其在聚乳酸中的分散效果,提升了与聚乳酸基体的界面相容性;差示扫描量热分析表明,添加3%的TM,聚乳酸的结晶度提升10倍以上.
针对基于粗糙集理论与层次分析法结合的决策方法在某些决策表中会出现非核属性权重为0,导致决策精度下降等问题,以属性分辨对象的次数及占比为依据,给出了一种分辨矩阵的属性重要度定义方法,进而提出了分辨矩阵与层次分析法相结合的属性权重决策方法,其不仅避免了非核属性权重为0,而且突出了核属性分辨对象的能力,客观反映了各属性在决策时所起的作用.实例表明组合权重法得到的决策结果更为合理,提高了决策的准确性.
讨论了基于分离优势覆盖集的Pythagorean模糊决策信息系统的属性约简问题.首先基于优势关系,在Pythagorean模糊决策信息系统中给出了优势覆盖集、分离优势覆盖集、D分离优势覆盖集等概念.进而利用分离优势覆盖集、D分离优势覆盖集对Pythagorean模糊决策信息系统进行约简.最后,将提出的约简算法与其他约简算法进行比较,验证了所提出算法的有效性和优越性.
粒计算模拟人类思考模式,它以粒为基本计算单位,以建立大规模复杂数据和信息处理的有效计算模型为目标,是知识表示和数据挖掘的一个重要方法.针对决策属性具有多尺度的不完备数据集的知识获取问题,首先,提出了决策属性具有多尺度的广义不完备多尺度信息系统的最优尺度选择的概念,阐明了尺度选择全体构成了一个完备格;其次,给出了在不同尺度选择下信息粒的表示及其相互关系;最后,讨论了协调的决策多尺度不完备信息系统的最优尺度选择问题,并用示例解释最优尺度选择的计算.
利用混沌与分岔理论研究了一类分数阶金融系统的混沌动力学行为.首先,分析了该系统的稳定性、平衡点.其次,借助预估校正法,得到了关于微分阶数储蓄量、投资成本和商品需求弹性的分岔图、相图和时间历程图,由分岔图和相图可知该系统会出现非常复杂的动力学行为,利用混沌与分岔理论进一步研究了不同参数配比的相关问题,分别模拟了各金融指标对分数阶金融系统复杂性演化行为的影响,得出了一些有意义的结果,可以为经济金融管理部门对金融系统调控提供理论依据.
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为了研究不同老化时间和温度对橡胶表面力学性能的影响,通过纳米压痕仪测量了老化前后以及不同老化时间和温度下橡胶的弹性模量、硬度、储能模量、损失模量和损耗因子.研究结果表明,老化时间和温度是影响橡胶表面纳米力学性能的2个关键因素,且相比于老化时间,老化温度对橡胶力学性能的影响更为显著;在90℃和105℃老化温度下,橡胶的弹性模量、硬度、损耗因子等力学性能受老化时间的影响较小;在120℃以上,随着老化时间的延长,橡胶的硬度、弹性模量逐渐增大,蠕变性能与黏性逐渐减弱;在135℃时,其力学性能呈现先快后慢的变化模式
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