甲基磺酸的应用研究（共12篇）
甲基磺酸的应用研究 篇1
甲基磺酸为无色透明液体、酸性强 (Pka=-1.9)、分子量小 (96.0 g/mol)、腐蚀性小、催化活性高、且毒性低、可生物降解,作为均相催化剂受到广泛关注,已成功用于缩合[1,2,3]、酯化[4,5,6,7]、水解[8,9]、醚化[10]等反应中。研究证明其毒性低,对设备腐蚀性小,可生物降解,对环境友好,作为有机合成方面的催化剂应用也呈上升的趋势。本文就甲基磺酸的应用作如下综述。
一、缩合反应
彭安顺等[1]以苯甲醛与VC为原料,N, N- 二甲基乙酰胺为溶剂,甲基磺酸为催化剂,环己烷为带水剂,催化合成了苯甲醛VC缩醛。同时考察了原料配比、催化剂的用量、溶剂的用量、反应温度对收率的影响。得到最佳的条件为 : n( 苯甲醛 ):n(VC) :n( 甲基磺酸 )=1:1.5:0.25, N, N- 二甲基乙酰胺的用量为0.75 L,反应温度为120℃,反应时间为4.0 h。产物的结构经过IR、熔点测定和元素分析进行确认是目标产物。
季戊四醇双缩醛(酮)类化合物在工业上常作为增塑剂、抗氧剂、杀虫剂和表面活性剂的消泡剂,在有机合成中用来合成有生理活性的物质和作为醛、酮的保护基团。王敏等[2]以甲基磺酸为催化剂,环己烷为溶剂,在不分水的情况下催化合成了15种季戊四醇双缩醛( 酮 ),产品结构经IR、1 H NMR及元素分析进行表征。该反应条件温和,反应时间较短,无需分水,操作简便,收率较高;催化剂无腐蚀,对环境友好,避免使用苯或甲苯毒性大的溶剂,是合成季戊四醇双缩醛和双缩酮类化合物的一种高效、实用的方法。
张芳芳等[3]以乙酰乙酸乙酯和间苯二酚为原料,甲烷磺酸为催化剂,通过Pechmann缩合反应合成了7- 羟基 -4- 甲基香豆素。同时考察了原料配比、催化剂用量和反应温度对收率的影响,得到了较适宜的反应条件:反应温度为120℃,催化剂用量为间苯二酚物质的量的7.5 %,乙酰乙酸乙酯与间苯二酚物质的量的比为1.25:1,反应时间为9.5 ~ 10 min,平均收率为91.5 %,并对产品进行了IR表征确认为目标产物。
二、酯化反应
对叔丁基苯甲酸甲酯作为重要有机合成中间体和医药中间体,广泛应用在市场上,其主要用途是用来生产防晒剂。王敏等[4]以对叔丁基苯甲酸和甲醇为原料,甲基磺酸为催化剂,合成了对叔丁基苯甲酸甲酯,同时考察两种不同生产工艺A、B。工艺A采用一步法的工艺条件为:n( 对叔丁基苯甲酸 ) :n( 甲醇 )= 1:7,催化剂10%( 占酸的物质的量份数 ),反应时间为8 h,收率为85. 8 %。在上述条件下,工艺B将反应分两个阶段进行,第一阶段n( 对叔丁基苯甲酸 ) :n( 甲醇 )= 1:3. 5,回流反应3 h后蒸除水和甲醇;再加入n( 对叔丁基苯甲酸 ):n( 甲醇 )= 1:3. 5的甲醇,继续回流反应5 h,收率为95.3 %。产品经红外和折光率进行表征确认为目标化合物。
李孝琼等[5]以芳香族羧酸和乙醇为原料,甲磺酸为催化剂,合成了一系列芳香族酯类化合物。同时考察了醇酸物质的量比、反应时间、催化剂的量、带水剂等因素对酯化反应的影响,确定了反应的最佳条件:0.25mol芳香族羧酸,n( 乙醇 ) :n( 芳香族羧酸 )= 6:1,反应时间为6 h,甲磺酸20(mol)%,带水剂环己烷为25 m L,收率为85~96%。产品经红外光谱表征。
楼新灿等[6]研究了阿伐他汀钙侧链中间体 (4R,6R)-6- 氰甲基 -2,2- 二甲基 -1,3- 二氧六环 -4- 乙酸叔丁脂的制备方法,其合成步骤为:A6中加入多形汉逊酵母,水,碱金属氢氧化物调节p H后反应处理得油状物;所得油状物中加入2,2- 二甲氧基丙烷,以甲基磺酸为催化剂,得A8粗品;A8粗品经石油醚提取,再用无水乙醇,石油醚,活性碳,加热回流提取,热滤,结晶,过滤得产物 (4R,6R)-6- 氰甲基 -2,2- 二甲基 -1,3- 二氧六环 -4- 乙酸叔丁脂。该生产工艺实现了室温反应,能耗低,还原剂用量小,成本低。
朱新宝等[7]以二元醇醚和脂肪酸为原料,以对甲苯磺酸或甲磺酸为催化剂,以醋酸异丁酯或醋酸仲丁酯为带水剂,在酸性催化剂和带水剂存在下直接酯化合成二元醇醚醋酸酯。工艺条件为:n( 脂肪酸 ) :n( 二元醇醚 )=1.0∶0.8~1.5,反应温度为80~180℃,催化剂用量为反应物料总质量的0.05~1%,带水剂用量为反应物料总质量的5~30 %。
三、水解反应
乙酰丙酸是生物质资源直接水解的重要产物,可以用可再生资源大规模制备。麦海燕等[8]以凤眼蓝为原料,甲基磺酸为催化剂,水解制备了乙酰丙酸。考察以反应温度、反应时间、固液比、甲基磺酸用量等四种影响因素对收率的影响,并采用正交试验,得到优化工艺为:反应温度为190℃,反应时间为90 min,固液比1∶20(g/m L),甲基磺酸的用量为3 %,平均产率为10. 93 %。该工艺合理可行,值得推广应用。
糠醛是一种重要的有机化工原料,有着广阔的应用前景。由于甘蔗渣富含多缩戊糖,所以其可作为制备糠醛的原料。余构彬等[9]以甘蔗渣为原料,甲基磺酸为催化剂,在微波下,催化水解制备糠醛。采用单因素实验法考察了反应时间、反应压力、液固比、甲基磺酸浓度等因素对产品收率的影响,并采用正交实验法对糠醛的制备工艺进行优化,得到的工艺较优条件为:液固比为89:1,反应压力为1.3 MPa,甲基磺酸浓度为3.5 %,反应时间为12 min,最高收率为13.37 %。
四、醚化反应
王海勇等[10]发明一种 新的1-(β-D- 吡喃葡糖基 )-4- 甲基 -3-[5-(4- 氟苯基 )-2- 噻吩基甲基 ] 苯 ( 坎格列净 ) 合成方法,工艺过程为:在耦合步骤中将2,3,4,6四 -O-(三甲基甲硅烷基)-D- 葡萄糖酸 -1,5- 内酯溶液向苷元母核与正丁基锂的反应液中加入,以及在后续的甲磺酸催化甲醚化过程中,甲磺酸的用量为苷元母核的1/10000~1(质量百分比),甲磺酸的使用量较现有技术大大减少,既降低成本,又利于操作、提高产品质量。
五、结论
由于甲基磺酸腐蚀性小、催化活性高、且毒性低、可生物降解,作为均相催化剂受到广泛关注,已成功用于缩合、酯化、水解等反应中,具有潜在的使用价值,可以在有机合成的其他产品进行深入研究。
甲基磺酸的应用研究 篇2
用自制的引发剂通过溶液聚合反应制备了淀粉、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)三元共聚物,并以此为原料进行Mannich反应,制备出叔胺-磺酸型淀粉基高分子聚合物,并得到了最佳反应条件.通过红外光谱仪和核磁共振波谱仪对其进行了表征.产物对印染和造纸污水的.固体悬浮物和C0D去除率优于聚丙烯酰胺(PAM).
作 者：宋辉 张淑芬 马希晨 杨锦宗 SONG Hui ZHANG Shu-fen MA Xi-chen YANG Jin-zong 作者单位：宋辉,张淑芬,杨锦宗,SONG Hui,ZHANG Shu-fen,YANG Jin-zong(大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁,大连,116012)
马希晨,MA Xi-chen(大连轻工业学院化工与材料学院,辽宁,大连,116034)
薇甘菊吸附亚甲基蓝的研究 篇3
摘要：研究薇甘菊活体在不同pH值、初始浓度、吸附时间条件下对水体中亚甲基蓝的吸附能力，并对薇甘菊的再生及重复吸附能力进行测试。结果表明：常温下，在亚甲基蓝溶液浓度为5～20 mg/L、pH值为8的亚甲基蓝溶液中，薇甘菊活体培养3 d后对亚甲基蓝的去除率可达99%。同一株薇甘菊可以在浓度为 10 mg/L、pH值为8的亚甲基蓝溶液中循环培养4次吸附效果最佳，去除率均可达到90%以上，吸附效果良好。
关键词：薇甘菊；亚甲基蓝；吸附；水培
中图分类号：S451文献标志码：A文章编号：1003-935X（2016）04-0012-06[KH+7mmD]
Study on Absorption of Methylene Blue by Mikania micrantha
[KH+7mmD][WT5BZ][JZ（]YANG Xinzhou1，2，DUAN Congli2，TIAN Xianjiao2，YANG Zixian1
[WT5”BZ]（1.Science and Engineering Department，Dehong Teachers College，Dehong 6784000，China；2. The Research Institute of Ethnic Minority Medicine，Dehong Teachers College，Dehong 6784000，China）
[JZ）][KH+7mmD][WT5”HZ]Abstract：
[WT5”BZ]The absorption capacity of Mikania micrantha on methylene blue in water was studied in different pH，initial concentration and absorption time，and its regeneration and repeated absorption capacity were also tested. The removal efficiency of M. micrantha on methylene blue was 99% at methylene blue concentrations of 5～20 mg/L，methylene blue at pH 8，and M. micrantha in vivo after 3 d. The same strain of M. micrantha could be cultured for 4 times in methylene blue solution with concentration of 10 mg/L and pH 8 at this time absorption capacity was best，and the removal rate could reach more than 90%.
印染行业是国务院2015年发布的《水污染防治行动计划》专项整治的重污染行业之一，是废水治理领域重点关注的领域。因此，加强印染废水的综合治理，达到污水排放标准是一个全球关注的热点问题[1-2]。染料废水对人、动物、植物造成极大的危害，并且具有致癌性。因此，加强印染废水的综合治理，提高污水净化水平是人类面临亟待解决的重要课题[1-4]。
目前去除染料最普遍的方法主要分为化学法、物理法、生物法3类[1-12]。化学法由于其成本高、能量消耗高、化学药剂投入多，仍然制约其应用到工业化的生产[5]。吸附技术，膜分离过滤技术，反渗透、电渗析等多种物理法已经得到广泛应用[7]，但这些技术都需要高昂的费用，后续处理工艺复杂。真菌脱色、微生物降解、生物吸附、生物修复等生物法已经成功得到工业化应用处理染料废水，主要是许多生物体，如细菌、酵母、藻类、真菌、水生植物有能够降解、富集污染物的优势[1，7-9]。传统生物法主要是应用厌氧法和好氧法来处理染料废水，是目前普遍应用的方法，但傳统法运行周期长。直接利用植物对水中污染物进行转移、转化和降解，使水体得到净化的技术，该技术能实现原位修复污染物、具有环境美学价值、处理费用低廉等优点，而且不产生二次污染，利用植物净化水体是近几年的热点，这种技术正日益受到人们的青睐[5]。
薇甘菊（Mikania micrantha H. B. K.） 别称小花蔓泽兰、小花假泽兰，属菊科（Asteraceae） 假泽兰属（Mikania）多年生草质或木质藤本植物，原产于中美洲，现成为热带及亚热带地区的一种恶性杂草[13-16]，在国内外对薇甘菊的医用活性和农药活性进行了大量研究[17-20]，目前将薇甘菊用于处理染料废水未见报道。薇甘菊兼有性和无性2种繁殖方式，薇甘菊生命力极强，在水体里面极易生长。薇甘菊的茎节和节间都能生根，利用薇甘菊这一特点，本研究中利用薇甘菊去除污水中的亚甲基蓝，为薇甘菊的生物质资源再利用以及在印染废水处理领域建立水体植物修复工程可行性提供相关支持和依据。
1材料和方法
1.1仪器和材料
1.1.1仪器722型分光光度计（上海美谱达仪器有限公司），酸度计（PHS-3c，上海雷磁仪器厂）；电子天平（AR224CN，奥豪斯上海仪器公司）。
1.1.2试验材料
薇甘菊采于云南省芒市，亚甲基蓝（天津市扬帆化学试剂公司，AR）。
1.2试验方法
1.2.1薇甘菊的来源和培养
薇甘菊来源于云南省芒市野外，截取一段薇甘菊将其培养于自来水中，将其放于实验室向阳处培养15 d，等其长出须根后用于吸附试验。
1.2.2吸附试验
选取根须为10 cm、质量为 10 g 左右的薇甘菊，将其插入250 mL一定浓度的亚甲基蓝溶液中，调节亚甲基蓝溶液pH值在6～8之间进行吸附试验，每天添加蒸馏水使其溶液体积为250 mL，培养一定时间后，吸取1 mL溶液测定其吸光度，计算去除率。
2试验结果与分析
2.1pH值对吸附效果的影响
为了探究溶液pH值对薇甘菊吸附亚甲基蓝的影响，将250 mL浓度为10 mg/L的亞甲基蓝溶液pH值分别调节至2～12之间，1株薇甘菊培养于其中，在不同的时间段进行取样测定溶液中的浓度，试验结果见图1。亚甲基蓝溶液pH值为2、3时，培养于其中的薇甘菊1 d后枯萎，pH值为2的溶液中2 d后死亡，吸附率为55%，pH值为3的溶液中3 d后死亡，吸附率为56%。从图1中可以看出，溶液pH值在4～12之间，薇甘菊对亚甲基蓝的去除率均在86%以上，随着培养时间的增加，pH值在4～11之间溶液中去除率逐渐增大，当培养时间到第7天时，薇甘菊对亚甲基蓝的去除率均达到最佳。当溶液pH值为12时，随着培养时间的延长，去除率逐渐下降，这是因为溶液pH值太大，溶液碱性过强，薇甘菊培养3 d有一些枯萎，8 d死亡，所以去除率逐渐下降。从图1可以看出当溶液pH值为7、8、9时，培养3 d后薇甘菊对亚甲基蓝的吸附率分别为97.1%、98.5%、95.7%，根据薇甘菊对在不同pH值的亚甲基蓝溶液中的去除率和培养时间的关系，选择亚甲基蓝溶液pH值为8。
从图2中可以看出，溶液pH值在2～5期间，通过薇甘菊处理过的亚甲基蓝溶液pH值有增大趋势，溶液pH值在6～12期间，通过薇甘菊处理过的亚甲基蓝溶液pH值明显下降，说明薇甘菊在吸附过程中，在碱性介质中可以吸附溶液中的氢氧根离子，在酸性介质中可以吸附溶液中的氢离子。从图2可以看出，吸附后溶液pH值都在向6靠拢，而且在溶液pH值为4～11之间未出现死亡，说明薇甘菊移入到新的生长环境中，对新的环境有较强的适应能力。
2.2不同初始浓度和时间对薇甘菊吸附亚甲基蓝的影响[HT]
由于亚甲基蓝染料具有一定的毒性，浓度越高，毒性可能越强，试验中薇甘菊为活体生物，存在[CM（21]对不同浓度下亚甲基蓝溶液的生存适度。为了[CM）]
研究薇甘菊在不同浓度的亚甲基蓝溶液中吸附效果，试验中将薇甘菊培养于浓度为5、10、15、20、30、40、50 mg/L的亚甲基蓝溶液中，每天测定溶液中亚甲基蓝浓度，计算去除率（图3）。通过试验发现薇甘菊培养于浓度为30～50 mg/L的亚甲基蓝溶液中，植物出现严重枯萎现象，所以在此试验中浓度为30～50 mg/L的亚甲基蓝溶液不进行深入研究。从图3中可以看出，薇甘菊培养于浓度为5～20 mg/L亚甲基蓝溶液中，培养 1 d 薇甘菊对亚甲基蓝吸附率均在86%以上，培养2 d对亚甲基蓝的吸附率均达到98%以上，随着培养时间的延长，薇甘菊对亚甲基蓝的吸附率逐渐变大，经过培养7 d对亚甲基蓝的吸附率均可达到99.60%以上。经过观察薇甘菊在浓度为5～20 mg/L 亚甲基蓝溶液中长势良好，并培养3 d后吸附率均可达到99%以上。薇甘菊适合吸附浓度为5～20 mg/L亚甲基蓝溶液中，并培养3 d后吸附效果最佳。[FL）]
2.3薇甘菊生物量变化
将培养于pH值为8，浓度为5～20 mg/L亚甲基蓝溶液中薇甘菊3 d后进行生物量的测定，在 5～20 mg/L亚甲基蓝溶液中薇甘菊生物量呈现明显增长趋势，增长率都在14%以上。根据薇甘菊在不同浓度下对亚甲基蓝中的吸附效果和生长状况，说明薇甘菊在5～20 mg/L亚甲基蓝溶液中生长状况良好，表明薇甘菊适合吸附浓度为5～20 mg/L 亚甲基蓝溶液，并培2.4薇甘菊再生试验
试验中截取吸附浓度为5～20 mg/L亚甲基蓝溶液后的薇甘菊根部上面，将其培养于自来水中，培养15 d左右，待其长出须根后，用于吸附浓度为5～20 mg/L亚甲基蓝溶液，培养3 d后，吸附效果和第1次吸附效果一样，反复进行第2、第3次操作，吸附效果良好。大于3次，薇甘菊出现枯萎，不能用于试验。
2.5薇甘菊循环吸附能力
选取10株长势良好的薇甘菊培养于2.5 L浓度为10 mg/L、pH值为8的亚甲基蓝溶液中，培养3 d后测定亚甲基蓝溶液浓度，并往原溶液中加入一定浓度的亚甲基蓝溶液，调节溶液中亚甲基蓝浓度为10 mg/L，重复此操作直到薇甘菊枯萎死亡为止。从图4中可以看出，随着培养次数的增多，薇甘菊对亚甲基蓝的去除率逐渐降低，在培养第1次时薇甘菊对亚甲基蓝的去除率达到99.6%，在培养1～4次期间，去除率均高于90%，而且薇甘菊生长状况良好，培养次数在5～6次期间，去除率达到80%以上，此时薇甘菊叶片有一些枯萎，当培养次数达到第7次时，大部分薇甘菊枯萎严重，一部分即将死亡。通过试验发现，同一株薇甘菊可以在浓度为10 mg/L、pH值为8的亚甲基蓝溶液中循环培养4次（即12 d）吸附效果最佳，去除率均可达到90%以上。
2.6红外光谱分析
植物细胞壁中含有许多蛋白质和多糖如半纤维素、纤维素、木质素、果胶等，此外还包含有机配体[CM（21]基团如羧基、羟基、羰基、醛基等。薇甘菊根、[CM）]
[FK（W10][TPYXZ4.tif][FK）]
茎、叶吸附亚甲基蓝前后红外光谱图结果如5、6、7所示，薇甘菊根官能团峰值主要为3 399、2 924、1 648、1 513、1 243、1 056 cm-1，这些峰值分别为羟基、烷基（亚甲基）、羰基、碳氢键、碳氧键、糖类物质。茎的官能团峰值主要为3 401、2 926、1 642、1 248、1 052 cm-1，这些峰值分别为羟基、烷基（亚甲基）、羰基、碳氧键、糖类物质。叶的官能团峰值主要为3 402、2 925、1 647、1 256、1 103 cm-1，这些峰值分别为羟基、烷基（亚甲基）、羰基、碳氧键、糖类物质。从图5至图7可以看出，薇甘菊根茎叶红外光谱图主要官能团相近。其中，3 400 cm-1 有很强的吸收，此处的峰值主要为 —OH，可能来自于薇甘菊中细胞壁碳水化合物和细胞壁物质。2 925 cm-1附近的官能团主要为 —CH2，可能来自于薇甘菊中碳水化合物、蛋白质或细胞物质。1 647 cm-1附近的官能团主要为（C[FY=，1]O），该官能团可能来自于植物中的酯类化合物等。1 256、1 103 cm-1附近的官能团主要为（C—O，糖苷键），可能来自于薇甘菊中细胞壁物质和糖类物质等。从图5中可以看出，根部在吸收亚甲基蓝后，在1 603 cm-1处多了1个吸收峰；从图6、图7中可以看出，茎部分、叶部分在 1 642 cm-1 附近处峰发生了红移。说明在吸附过程中 1 647 cm-1 附近的官能团受到了影响，发生了微弱的变化。可能是少量的亚甲基蓝通过薇甘菊的体内循环运输到了茎叶部分，薇甘菊体内官能团受到了影响。
根据图5至图7可以发现，薇甘菊在吸附亚甲基蓝的过程中，大部分的吸收峰没有发生明显变化[CM（21]，这说明亚甲基蓝没有使薇甘菊（根、茎、叶粉[CM）]
末）化学性质发生重大变化。薇甘菊的根部在 1 648～1 056 cm-1之间发生了一些变化，在此期间含有羰基、碳氧键等官能团，羰基官能团是植物细胞膜和细胞壁果胶的常见组成成分，这些都表明薇甘菊在生物特性吸附亚甲基蓝时起到关键作用。
3结论
野外截取的薇甘菊培养于自来水中15 d左右，可以用于处理亚甲基蓝溶液；
薇甘菊能生长于浓度为5～20 mg/L、pH值为8的亚甲基蓝溶液中，培养3 d后薇甘菊对亚甲基蓝的去除率可达99%。
处理完亚甲基蓝溶液中薇甘菊，取其根部上面培养出须根后可以用于去除亚甲基蓝，经过试验发现此操作可以重复3次，3次后培养出的薇甘菊出现枯萎。
通过试验发现，同一株薇甘菊可以在浓度为10 mg/L、pH值为8的亚甲基蓝溶液中循环培养4次（即12 d）吸附效果最佳，去除率均可达到90%以上。
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羧甲基壳聚糖的合成研究及应用 篇4
1实验部分
1.1 实验仪器
HJ-3磁力加热搅拌器, 常州国华电器有限公司;pHS-25C数显酸度计, 上海宇隆仪器有限公司;DZF-6020真空干燥箱, 博迅实业有限公司医疗设备厂;TAS-986原子吸收分光光度计, 北京普析通用仪器有限责任公司。
1.2 实验试剂
壳聚糖, 医药级;一氯乙酸, 异丙醇, 氢氧化钠, 冰乙酸, 盐酸, 无水氯化钙, 邻苯二甲酸氢钾, 混合磷酸盐均为分析纯。
1.3 实验方法
准确称取2g壳聚糖置于三口烧瓶中, 并加入异丙醇溶液, 磁力搅拌器搅拌30min使其溶胀。再准确称取一定量的质量分数为45%的NaOH溶液, 用恒压滴液漏斗缓慢向三口烧瓶中滴加, 让壳聚糖在碱性条件下膨胀3h, 形成碱化中心。再准确称取一定量的一氯乙酸, 并让其溶解于一定量的异丙醇溶液, 用恒压滴液漏斗向三口烧瓶中缓慢滴加。升温搅拌反应一定时间, 得到羧甲基壳聚糖粗品, 向溶液中加入少量蒸馏水, 然后用乙酸调节溶液pH至中性。
1.4 检测及表征
(1) 羧甲基壳聚糖取代度的测定[3]:
undefined
A:每克样品中羧甲基的物质的量 (mmo1) ;W:样品净重 (g) ;M:氢氧化钠标准溶液浓度 (mol/L) ;V1:pH为2.1时消耗的氢氧化钠的体积 (ml) , V2:pH为4.3时消耗的氢氧化钠的体积 (mL) 。
(2) 水处理检测
采用火焰原子吸收光谱法检测pH=6.02溶液中铜离子的含量, 来判断对污水处理的效果。
2结果与讨论
2.1 氢氧化钠用量对产物DS的影响
取2g壳聚糖, 2.4g一氯乙酸, 碱化时间为2h, 反应时间为3h, 在反应温度为60℃的条件下, 通过改变氢氧化钠的用量, 研究不同氢氧化钠的用量对羧甲基壳聚糖取代度的影响, 由实验可以得出当氢氧化钠与壳聚糖的质量比为4:1时, 羧甲基壳聚糖的取代度可以达到最大值。
2.2 一氯乙酸用量对产物DS的影响
取2g壳聚糖, 8g氢氧化钠, 碱化时间为3h, 反应时间为3h, 在反应温度为60℃的条件下, 研究不同用量的一氯乙酸对羧甲基壳聚糖取代度的影响, 如图1所示。
由图1可知, 氯乙酸的增加会提高产物的取代度, 当氯乙酸用量增加到一定程度时, 取代度会下降, 这是因为在强碱条件下, 随着氯乙酸用量的增加, 与壳聚糖活性中心碰撞、发生羧甲基化反应的几率和速率增加, 氯乙酸利用率也得到相应的提高;然而当继续增加氯乙酸时, 除了氯乙酸本身消耗部分碱外, 还会发生副反应, 减少了反应体系中的碱性活性中心, 取代度也随之下降;当氯乙酸加入量过高, 反应体系会显酸性, 羧甲基化反应不能顺利进行, 得不到羧甲基壳聚糖。所以选择m (一氯乙酸) :m (壳聚糖) =1.4:1。
2.3 反应时间对产物DS的影响
取2g壳聚糖, 2.4g一氯乙酸, 8g氢氧化钠, 碱化时间3h, 在反应温度为60℃的条件下, 研究不同反应时间对羧甲基壳聚糖取代度的影响, 由实验得出当反应时间为3h时, 羧甲基壳聚糖的取代度达最大值。
2.4 反应温度对产物DS的影响
取2g壳聚糖, 2.4g一氯乙酸, 8g氢氧化钠, 碱化时间为3h, 在反应时间为3h的条件下, 研究不同反应温度对羧甲基壳聚糖取代度的影响。由实验得出:随着反应温度的升高, 取代度先增后降, 并在反应温度为50℃达到最大。
3 产品水处理效果对比分析
在相同的条件下, 分别用羧甲基壳聚糖和壳聚糖进行水处理能力对比, 实验结果如表1和表2。
由表1、表2可知, 在相同条件, 相同用量的情况下, 羧甲基壳聚糖对Cu2+去除率高于壳聚糖, 而且在向Cu2+溶液中加入的羧甲基壳聚糖的质量达到14mg时, 其去除率可达到100%, 所以可断定羧甲基壳聚糖在水处理方面的能力高于壳聚糖, 即壳聚糖在通过羧基化后, 其水处理能力得到提升。
4总结
通过实验可以得出用一氯乙酸、氢氧化钠和壳聚糖为原料制备羧甲基壳聚糖是完全可行的;通过对各个影响因素的实验分析可知, 当m (NaOH) :m (CS) =4.0:1, m (一氯乙酸) :m (壳聚糖) =1.4:1, 反应时间为3h, 反应温度为50℃时为制备羧甲基壳聚糖的最佳工艺条件;通过对羧甲基壳聚糖水处理分析可知, 羧甲基壳聚糖在水处理方面的能力比壳聚糖的能力要高, pH=6.02, 室温的条件下水处理效果最佳, 且用量越大, 去除率越大。
参考文献
[1]孔爱平, 王九思, 武鹏华, 等.无机与有机复合絮凝剂PAFC-CTS的制备及其在废水处理中的应用[J].水处理技术, 2009, 35 (4) :86-110
[2]杨越冬, 周永国, 侯文龙, 等.应用于生物医学领域的化学改性壳聚糖[J].高分子通报, 2006, 2:52-58
多糖巨球对甲基橙的吸附研究 篇5
多糖巨球对甲基橙的吸附研究
以马铃薯淀粉为原料,采用反相悬浮法制备了多糖巨球,利用可见光光谱仪研究了多糖巨球对甲基橙的吸附特性.结果表明,甲基橙初始质量浓度、pH值和温度对多糖巨球的.吸附量影响明显.当多糖巨球投入量为1 g、pH为6.848、温度为20℃时,吸附率达99.4%.利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型对多糖巨球等温吸附曲线进行了描述,实验结果符合Freundlich模型(R2=0.999).
作 者：蒙敏 朱友双 王洁平周德 孙庆元 MENG Min ZHU You-shuang WANG Jie-ping ZHOU De SUN Qing-yuan 作者单位：大连工业大学,生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034刊 名：大连工业大学学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF DALIAN DALIAN POLYTECHNIC UNIVERSITY年，卷(期)：27(3)分类号：O636.1 X703.1关键词：多糖巨球 污水处理 甲基橙
甲基磺酸的应用研究 篇6
【关键词】黏度 压载水检测 羧甲基纤维素钠 异弯藻运动
近期，越来越多的国家关注了一个越来越严重的生态问题。那就是船舶压载水由于混有外来生物，而这些外来生物的入侵造成当地的生态失去平衡。据研究表明，许多植物、水生物以及细菌能生存在船舶沉渣中和压载水之中，他们的寿命最长的可以达到60天之久。由于现如今的实验技术的限制，对于压载水检测，常用常规的显微镜来检测传统水质，但因为这些微生物的运动能力较强，所以必须固定微生物之后才能进行检测。固定材料选择的一般原则是：操作过程简单、粘度适中、化学稳定性较好、材料的水溶液应无色透明、价格便宜、对微生物无毒。传统的化学药剂固定待检微生物的方法一般采用海藻酸钠和聚乙烯醇溶液限制微生物的运动，但不足的是海藻酸钠的水溶液的颜色过重，对观察和计数有一定的影响。故本文选用羧甲基纤维素钠溶液来限制浮游藻类的运动，因为羧甲基纤维素钠具有以上提到的一些别的物质没有的优势，以便于观察和提高提高计数的准确性。
1. 海藻酸钠，聚乙烯醇及羧甲基纤 维素钠溶液理化性质实验
1.1实验仪器和试剂
本实验所用的药剂海藻酸钠，羧甲基纤维素钠，聚乙烯醇PVA124均为国药集团化学试剂有限公司生产。配置好的羧甲基纤维素钠溶液，海藻酸钠溶液，聚乙烯醇溶液，平式毛细管黏度计，烧杯，秒表，恒温水浴锅。
1.2色度，黏度实验
分别配制海藻酸钠溶液，聚乙烯醇溶液，羧甲基纤维素钠溶液，并测定3种溶液的黏度，进行对比。
1.3活性实验
分别使用配置好的羧甲基纤维素钠溶液，海藻酸钠溶液，聚乙烯醇溶液与异弯藻溶液混合，观察异弯藻活性变化。
1.4实验结果分析
配置海藻酸钠溶液的过程中，产生大量的气泡，且海藻酸钠溶液颜色较深，对于镜检过程会产生较大的影响。配置的海藻酸钠溶液在常温下不会凝固，取用方便。聚乙烯醇溶液在配置过程中溶解缓慢，且溶解度较小，在室温下会产生一些结晶物附着在烧杯瓶壁上，聚乙烯醇溶液无色透明。羧甲基纤维素钠溶液无色透明，溶解度好。
2. 海藻酸钠，聚乙烯醇及海藻酸钠 对异弯藻活性实验
将海藻酸钠溶液，聚乙烯醇溶液及羧甲基纤维素钠溶液分别加入到异弯藻溶液中，均能抑制微生物的运动能力。但另一方面，须避免加入的试剂杀死微生物，避免影响到对微生物个体的测定。海藻酸钠溶液，聚乙烯醇溶液及羧甲基纤维素钠溶液与异弯藻溶液混合后1h后，在显微镜下观察到异弯藻仍具有运动的能力。因此在本次实验中可以认为3种溶液对异弯藻的活性基本无影响。
3. 羧甲基纤维素钠溶液限制异弯藻 运动实验
3.1实验设备及仪器
本实验所用的异弯藻购自中国科学院海洋研究所，这种藻具有鞭毛，运动能力较强，是比较典型的赤潮藻。藻的培养条件：温度20℃；光照度20001X；光照时间12h；培养基为不加硅酸盐的1/2培养液。所用的药剂海藻酸钠，羧甲基纤维素钠，聚乙烯醇PVA124均为国药集团化学试剂有限公司生产。
显微镜，计数框，烧杯，移液器，移液管，秒表，平氏毛细管黏度计，蒸馏水，配置好的羧甲基纤维素钠溶液，海藻酸钠溶液，聚乙烯醇溶液，恒温水浴锅。
3.2实验内容
根据开始的预备实验，选用黏度适中，色度较好的羧甲基纤维素钠溶液与异弯藻液均匀混合。将羧甲基纤维素钠溶液与异弯藻溶液在小烧杯内混合，其混合比例从1∶1开始，向两端逐次变化， 3∶4∶1∶1.5∶1，2∶1∶3，根据实验实际情况，可以逐步缩小比例划分间隔。固定剂和异弯藻溶液混合均匀后，用移液器取1ML混合液加入计数框内，立即放在显微镜下观察藻的运动状态，静置10分钟后，再观察检验固定剂的固定效果，观察过程中调节显微镜细调螺旋并移动载物台，以观察不同深度、不同视野区域藻细胞的运动情况。
3.3羧甲基纤维素钠溶液的浓度选择
羧甲基纤维素钠水溶性具有很好的粘滞性，在温度一定的情况下，羧甲基纤维素钠溶液的黏度随浓度的增加而增大，基本呈直线增长的态势，即只需选择合适浓度的羧甲基纤维素钠溶液就可以满足实验的要求。根据本实验的要求，选用1%浓度的羧甲基纤维素钠溶液。
3.4羧甲基纤维素钠溶液与异弯藻溶液的配置比
羧甲基纤维素钠溶液对于异弯藻溶液的限制效果较为明显，但是在与异弯藻溶液混合时，存在一个最低混合比，在该混合比下，既能达到固定的目的，同时对藻的稀释倍数最低。同时为了便于评价固定效果，在本实验中，选取显微镜观察视野下的几个异弯藻为参照，比较异弯藻溶液与羧甲基纤维素钠溶液按比例混合后，静置5min后异弯藻的运动速度变化情况。具体数值参见表3。由表3可以看到，在混合比为1∶1时，粘度值较好，且异弯藻的运动速度最小，对于在显微镜下的异弯藻计数基本无影响。
4. 结论及展望
实验表明，羧甲基纤维素钠溶液在限制异弯藻运动方面是较好的固定剂，相比于海藻酸钠溶液和聚乙烯醇溶液，羧甲基纤维素钠溶液优点明显，如：色度好，黏度合适，配置简单，操作方便。且在本实验中，浓度为1%的羧甲基纤维素钠溶液对异弯藻溶液的限制效果最好，和异弯藻溶液的比例为1∶1时最佳，羧甲基纤维素钠水溶性较好，已广泛应用于地质、石油、日化、食品、轻工、医药等工业中，应用前景十分宽广。
但同时在羧甲基纤维素钠应用时需要注意的问题，如：毒性、有害性、时效等，仍需要进一步的实验研究。
甲基磺酸的应用研究 篇7
1 防止粘连
在外科手术后的愈合过程中, 由于切口周围纤维组织的增生和渗透, 可能会发生粘连, 从而引起疤痕、疼痛、功能障碍等一系列并发症, 严重影响术后病情恢复。在术后粘连发生的过程中, 成纤维细胞起了很大的作用。成纤维细胞可分泌大量的胶原蛋白, 以Ⅳ型胶原蛋白与粘连的关系密切。洪欣[1]等发现行肠粘连造模处理后的SD小鼠术后7 d, 其组织浆膜层表面可见纤维蛋白渗出, 少量疏松胶原纤维伴大量炎性细胞和成纤维细胞浸润, 术后14 d, 成纤维细胞减少, 胶原纤维较前致密, 表面形成一层较为连续的间皮细胞。而在肠壁上涂上一层厚约1mm的羧甲基壳聚糖粉雾剂的实验鼠在相同的时间段内见少量成熟的成纤维细胞。成纤维细胞在壳聚糖膜上的生长受到抑制, 且随着引入量的加大, 其抑制作用逐渐增强。羧甲基壳聚糖能够适度抑制成纤维细胞增殖和胶原的合成。羧甲基壳聚糖对细胞的抑制作用是通过改变细胞膜的通透性来实现的[2]。羧甲基壳聚糖以其携带的正电荷 (-NH+3) 为介导, 与负电性的细胞膜 (主要成分是膜蛋白和磷脂) 连接, 导致膜上结合蛋白的结构改变, 跨膜通道开放, 胞内原生质的外泄和胞外物质侵入, 细胞正常生理活动受到干扰, 最终使细胞生长受到抑制[3]。羧甲基壳聚糖的这一原理同样应用于防止术后肌腱粘连的研究中[4]。另外, 羧甲基壳聚糖可制成凝胶涂于组织、器官表面防止术后的粘连, 可能的机制是羧甲基壳聚糖凝胶膜阻止了组织、器官间的接触, 为其提供了良好的光滑环境。
2 抑菌作用
细菌感染是导致手术失败的重要原因, 因此抗菌、抑菌在术中术后显得尤为重要。羧甲基壳聚糖是两性的多聚物, 含有-NH3和-COOH键, 所以羧甲基壳聚糖可以与细菌表面产生的酸性物质 (如脂多糖, 磷壁脂酸等) 发生相互作用, 中和酸性或形成复杂的高分子聚电解质盐, 使细胞膜的生物功能发生了改变, 破坏了细胞膜的正常生长, 改变其的通透性, 引起细胞膜内外的物质不正常的交换;另外, 也可以与碱性物质作用, 发生絮凝, 扰乱细菌的正常生理活动。陈浩凡, 潘世荣等[5]在研究中曾提出羧甲基壳聚糖之所以能够抑制细菌的生长是因为的作用靶点是微生物的细胞膜, 羧甲基壳聚糖的糖链与细菌细胞膜上的磷酸甘油脂发生亲和, 从而破坏了细胞膜的稳定。NOA HK等[6]指出, 以细胞膜作为靶点, 壳聚糖可以形成一层高分子膜吸附在细胞的表面, 阻止了营养物质向细胞膜内转运, 从而起到了抑菌、杀菌作用。
3 药物载体
药物载体缓慢释放和靶向定位释放能够减少药物在达到疗效期间所产生的降解和损失, 并且降低药物对人体产生的副作用, 提高其生物利用度, 因而对药物载体的研究越来越受到科学家们的重视。邹爱峰[7]以奥曲肽 ( OCT) 为靶基团修饰两亲性壳聚糖衍生物 N-辛基-O, N-羧甲基壳聚糖 ( OCC) , 并制备了包载阿霉素 ( DOX) 的主动靶向胶束 ( DOX-OCT-PEG-OCC) , 针对其进行了相关评价。肿瘤组织在局部缺血时, 肿瘤间质出现异常酸化的现象, 呈现弱酸性, DOX-OCT-PEG-OCC胶束释放呈现一定的PH敏感性, 在正常组织偏中性环境中释放较慢, 但在肿瘤组织中具有更快的药物释放速度, 这种特征有利于减少药物对正常组织细胞的毒性, 可提高抗肿瘤组织或肿瘤细胞内的游离药物浓度, 更好的发挥疗效。并且有多项研究[8,9]表明, 羧甲基壳聚糖修饰的脂质体、微粒及水凝胶均能不同程度的延长释药时间, 达到长循环。还能通过控制羧甲基壳聚糖的取代度、高聚体大小及PH值能达到药物的敏智化控释。
4 预防骨关节炎
骨关节炎 (Osteoarthritis, OA) 是骨科常见病, 严重影响着中老年人的生活质量。随着中国人口逐渐老龄化, 这一问题也越来越突出。骨关节炎的形成过程中包括软骨、骨和滑膜等不同组织的代谢改变, 同时存在软骨细胞及滑膜基质成分的改变, 如脱氧吡啶啉、Ⅳ型胶原氨基和羰基末端交联前肽及多肽类 (PTHrP) 、蛋白多糖 (PG) 。细胞因子的改变, 促软骨细胞分解代谢的因子如IL-1, TNF-α等, 促合成代谢的因子如胰岛素样生长因子 (IGF) 、转化生长因子 (TGF-β) 等, 抑制或阻止软骨细胞分解代谢的因子 (IL-4, 10, 13, IL-lra) , 调节其他细胞因子作用的调节因子 (IL-6、白血病抑制因子 (LIF) 等) ;蛋白酶类的改变如基质金属蛋白酶 (MMPs) 、尿激酶型纤溶酶原激活物 (uPA) [10]。将羧甲基壳聚糖注射入兔骨关节炎模型的膝关节腔内, 观察其对关节软骨退变及软骨基质金属蛋白酶 (MMP) -1, -3mRNA表达的影响, 发现软骨病变主要以缺损溃疡为主, 深浅不一, 股骨髁可见骨赘形成, 可知注射羧甲基壳聚糖可减轻软骨退变, 并有保护作用;同时, 羧甲基壳聚糖对MMP-1, -3的表达水平显著降低, 实验发现透明质酸钠对MMP-1, -3的表达没有明显影响[11]。刘世清、邱波等[12,13]通过对兔骨关节炎膝关节注射羧甲基壳聚糖治疗后软骨中的诱导型一氧化氮合酶 (iNOS) 的表达及MMP组织抑制因子 (TIMPs) 的表达, 提出羧甲基壳聚糖能够明显抑制骨关节炎软骨中iNOS的表达。羧甲基壳聚糖能够抑制iNOS在骨关节炎早期软骨中的表达, 明显减低软骨退变程度, 并能明显降低软骨MMP-1, -3的mRNA表达水平, 对预防关节软骨退变有一定作用, 这可能是羧甲基壳聚糖对早期骨关节炎起治疗作用的机制之一, 将来有可能成为防治骨关节炎的有效生物制剂。
5 其他
林友文[14]通过在高脂饲料中添加羧甲基壳聚糖喂养兔6周后, 发现降低了血清总胆固醇 (TC) 、甘油三酯 (TG) 、低密度脂蛋白 (LDLc) 、氧化型低密度脂蛋白 (OX-LDL) 及丙二醛 (MDA) 含量, 而明显升高血清高密度脂蛋白 (HDLc) 的浓度, 由此知羧甲基壳聚糖有降脂抗氧化的作用。蔡文娣等[15]观察羧甲基壳聚糖钙对CCl4造成的急性小鼠肝损伤, 得到羧甲基壳聚糖钙能显著降低丙氨酸转氨酶 (ALT) 和天门冬氨酸转氨酶 (AST) 活性, 抑制脂类过氧化, 提升超氧化物歧化酶 (SOD) 活性和肝脏总抗氧能力 (T-AOC) 水平。
羧甲基壳聚糖能提高胃粘膜SOD的活性、抑制MDA的升高[16], 减低消化道溃疡的发生;并且诱导胃粘膜凋亡抑制因子Bcl-2的表达增加, 抑制溃疡边缘黏膜上皮细胞凋亡, 促进VEGF、PCNA的表达增加, 从而促进溃疡愈合。
通过建立 SD 大鼠创伤出血动物模型, 吴伟萍, 彭承宏等[17]将羧甲基壳聚糖用于创面后, 止血时间、失血量都有明显的减低, 在造模1周后肝脏创面组织在光镜下可见周围组织炎症反应较轻 , 且羧甲基壳聚糖已完全吸收。由此我们可以推测羧甲基壳聚糖有一定的止血效果, 且生物相容性好。
甲基磺酸的应用研究 篇8
1 氨基磺酸的性能
1.1 氨基磺酸的物理特性
氨基磺酸为白色斜方晶体,是一种固体有机酸,不挥发、不吸湿、无气味、无毒,不着火和不冒烟。干燥品的熔点205℃,在209℃时开始分解,20℃时的密度为2.126g/cm3。其工业品含量一般在99%以上。固体罐为内塑外用编织袋便于运输[2]。
氨基磺酸极易溶于水,在水中的溶解度随温度升高而增加,溶解度见表1[3],1%水溶液25℃时的pH为1.18,其水溶液酸性与盐酸、硫酸相似,因此有固体硫酸之称。对人毒性极小,长时间接触皮肤或进入眼内是有害的,应加以避免[4]。
1.2 氨基磺酸的化学性质
化学式:H2NSO3H;分子量为 97,为一元有机酸。
1.2.1 氨基磺酸的水解性
在相对湿度大于20%时,氨基磺酸开始潮解,其水溶液在60℃以下几乎不分解,在80℃以上时分解量较大。
NH2SO3H+H2O=NH4HSO4
2NH4HSO4 =(NH4)2SO4 + H2SO4
在温度超过130℃时,浓的氨基磺酸水溶液分解速度很快,并产生大量蒸汽,如在封闭容器中会引起爆炸。
1.2.2 与碱土金属的盐反应
CaCO3+2NH2SO3H=Ca(NH2SO3)2 + H2O + CO2↑
MgCO3+2NH2SO3H=Mg(NH2SO3)2 + H2O + CO2↑
Mg(OH)2 +2NH2SO3H=Mg(NH2SO3)2 + 2H2O
Fe(OH)3+ 3NH2SO3H=Fe(NH2SO3)3 + 3H2O
以上反应迅速而剧烈,作为化学清洗一般在60℃以下,生成物为氨基磺酸盐,反应生成物易溶于水。
2 氨基磺酸的腐蚀及除垢特性
2.1 挂片腐蚀试验
2.1.1 腐蚀试验条件
①材质:
碳钢挂片;
②溶液:
氨基磺酸 10%,缓蚀剂Lan826,80mg/L;
③转速:
120r/min;
④温度:
30℃。
2.1.2 腐蚀试验结果
进行了2组平行试验,其腐蚀速度为0.034mg/cm2·h,用质量分数1%相同的盐酸进行对比试验,氨基磺酸试验溶液的腐蚀速度大大低于盐酸试验溶液,前者仅为后者的35%左右。
2.2 溶垢试验
2.2.1 溶垢试验条件
①垢样:
长江上游水系某热电厂凝汽器垢样。外观为灰白色片状,厚度为0.85mm;
②溶液:
8%氨基磺酸;
③搅拌速度:
120 r/min;
④温度:
室温22℃,溶液不恒温。
2.2.2 溶垢结果
溶垢时间为3.5h,有微量不溶物分散在溶液底部。用相同浓度的盐酸溶液溶垢相比,氨基磺酸的溶垢时间是盐酸4.2倍。
3 氨基磺酸的清洗工艺条件确定
3.1 氨基磺酸浓度的确定
在作为除锈为重点的清洗中,可采用10%的氨基磺酸水溶液。因在氨基磺酸产品中氯化物含量极低,小于0.001%,对重要的不锈钢设备不会产生晶间腐蚀,也不会产生氢脆现象。同时,适当加1.5%左右的盐酸以增加除锈效果和缩短作业时间。
在作为除水垢为重点的清洗中,采用5%~10%氨基磺酸的水溶液。当垢层厚度在1mm以下时,取5%的下限,在1mm以上时,可取8%左右。同时根据生产单位对工作时间或检修时间的要求,还可作适当调整。
3.2 氨基磺酸量的确定
氨基磺酸的投加量在以除锈为主和除垢为主的两种作业中,考虑的方法略有不同。在除锈作业中,最主要考虑的是腐蚀,最好以浓度为主,根据清洗剂总量来考虑。在除垢为主作业中,最主要的是考虑垢量,按理论计算除去1g碳酸钙垢需要1.94g氨基磺酸。在试验工作中,垢量与商品氨基磺酸质量比可取1:2.4。
在循环清洗过程中,也可根据pH值的变化,进行剂量的调整,氨基磺酸浓度与清洗pH值的关系见表2,在清洗过程中若pH上升到3.5时,说明药品已耗尽,应适当补加。
3.3 缓蚀剂的选择
化学清洗中添加缓蚀剂是必不可少的,缓蚀剂的选择直接影响对基材的腐蚀程度,虽然氨基磺酸对橡胶,高分子材料均无明显的腐蚀作用,对金属的腐蚀也比无机酸弱,但由于氨基磺酸对垢和铁锈的腐蚀反应较为缓和,因而相对说来,在化学清洗中的清洗时间相对较长。为此较长时间的清洗对缓蚀剂有着较高的要求。
因此选择混合抑制型液体缓蚀剂,既可抑制腐蚀的阳极过程,又能够抑制腐蚀的阴极过程,使用又较为方便;例如使用咪唑、季铵盐、硫脲及其衍生物二硫代氨基甲酸酯等,其用量一般在0.25%~0.3%。
3.4 温度的确定
由于氨基磺酸在60℃以下较稳定,而在大于80℃时分解量较大,为此在溶解固体氨基磺酸时,严禁用蒸汽混合热水直接溶解,同时还要注意被清洗的设备及系统的温度不得超过60℃。在循环清洗工艺中,可采取定量逐步加入氨基磺酸,化学清洗过程初期,反应引起清洗液温度上升,以此来溶解氨基磺酸,在实践中是可行的,清洗温度未出现过50℃以上的情况。
3.5 表面活性剂
化学清洗中加入表面活性剂是加速湿润、分散、乳化、增溶、起泡等作用,其亲水性通常选取HLB(Hydzophile Lipophilic Badance)在8~10范围,其剂型应考虑互配性、环境要求和经济性。通常选用磺酸类阴离子型或非离子型表面活性剂,质量分数为0.01%。
3.6 清洗表面钝化
在化学清洗步骤完成时,迅速加入少量NaOH,以调整清洗液的酸度使得pH≥7,然后加入钝化剂,钢铁基材建议加入亚硝酸盐,使得浓度为0.5%;铜质基材加入硫酸铜等微酸性钝化,浓度为0.02%,钝化时间不低于4h。
4 氨基磺酸对凝汽器的清洗实践
长江上游某化工集团的热电厂,有1#、2#、3#三台凝汽器,每台凝汽器换热面积为1200m2,换热管型号20,材质为HSn70-1A,即为锡黄铜管,含铜70%,含锡1%左右。由于循环水水质不稳定,使凝汽器结垢严重,这距上次化学清洗除垢还不足6个月。导致凝集水温度升高,明显影响了汽轮机的正常运行。为此不得不再次依次进行清洗。我们积极首推用氨基磺酸对其清洗得到热电厂的支持。
4.1 清洗的工艺流程
凝汽器铜材质列管为对分式双程凝汽器。利用凝汽器本体的上下4个观察孔作为清洗的进出口,用耐酸胶管将凝汽器、循环清洗泵、配液槽组成一个循环系统。用盲板把凝汽器的原来的连接系统隔开,组成独立的化学清洗循环系统(见图1) [5]。
4.2 清洗工艺参数
氨基磺酸的浓度 10%
缓蚀剂浓度 0.25%
活性剂浓度 0.1%
清洗液温度 <60℃
清洗液流速 2m/s左右
钝化液浓度 0.02%硫酸铜
4.3 清洗操作要点
4.3.1 温度控制
清洗全过程温度不得超过60℃,要监测凝汽器的本体温度和投加药剂的速度,避免过热反应剧烈而造成药剂的分解。
4.3.2 腐蚀试验挂片
挂片放置设备内出液处,靠近铜管,使得模拟数据更为确切。碳钢和铜质同时放入。
4.3.3 清洗终点的确定
通过3组凝汽器的清洗实践,一般在6h左右结束化学清洗,其清洗终点以总铁和pH值的变化作为判断手段,每小时测一次总铁,每半小时测一次pH。以总铁曲线趋于平缓,pH值上升后平缓作为终点。
4.3.4 清洗方法
清洗可采用浸泡和循环交替的方法。
4.4 清洗步骤
准备工作→系统查漏→加药清洗→中和处理→钝化处理
4.5 清洗效果
(1)打开观察,锡黄铜管内壁光滑无水垢,无水垢沉积物,表面呈褐棕色,说明除垢效果好,而且钝化膜好。在进液处花板局部有少量浮铁锈,是由于花板是钢板制成,在钝化液进口处受冲洗作用而形成。
(2)挂片称重计算出腐蚀速率(见表3)。
(3)凝汽器投入运行后,恢复了正常工作时的温差。
5 结 论
用氨基磺酸选择合适清洗工艺条件,能够完全除去水垢,并对基材腐蚀极小;由于无酸雾对作业人员和环境无危害,安全可靠性。为此,用氨基磺酸作为设备的清洗液,虽然清洗成本多一些,清洗时间更长一些,但安全更可靠,企业放心,值得在同行业中推广。
参考文献
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[4]张光华.水处理化学品制备与应用指南[M].北京:中国石化出版社,2003.
甲基磺酸的应用研究 篇9
关键词：羧甲基壳聚糖,印染废水,脱色率
印染废水具有有机污染物含量高、色度深、水质变化大、碱性大、水量大等特点,属于难降解废水,其中不仅含有有毒污染物 ( 硝基苯、苯胺等) ,还含有难生物降解的偶氮、胺基、苯环等基团,会诱导人体癌症的发生。这些废水不仅影响水生环境,而且使土壤质量恶化[1]。
我国印染行业存在大量的小批量生产型企业,大部分是间歇操作,废水为间断性排放,后续处理不到位,因而水质水量变化范围很大,且废水组分复杂、浓度高、色度深,给废水处理增加不少困难[2]。目前在印染废水脱色处理方面,既经济又具有工业化应用潜力的处理方法是化学絮凝与生化工程相结合的方法,其中作为生化预处理的化学絮凝是十分关键的[3]。近年来人们把研究重点放在合成新型高效的高分子絮凝剂上,特别是对无毒的天然高分子絮凝剂的开发应用越来越受到重视[4,5]。
甲壳素在自然界中存在广泛,其脱乙酰产物—壳聚糖具有良好的絮凝和螯合作用,但壳聚糖只溶于酸性水溶液,且易水解[6,7,8]。由壳聚糖经羧甲基化改性可得到水溶性极好的羧甲基壳聚糖,羧甲基壳聚糖是无毒的新型高分子絮凝剂,同无机絮凝剂相比,具有投加量少、沉降速度快、处理效果好及污泥的脱水性能好等优点,在废水处理中的应用越来越受到人们的重视。本文通过羧甲基壳聚糖絮凝法对几种水溶性染料模拟废水进行了脱色试验,对实验结果进行分析,研究了羧甲基壳聚糖对水溶性染料废水脱色效率的影响。
1 实验部分
1. 1 实验试剂
高密度壳聚糖,浙江金克生物化学有限公司; 氢氧化钠, 无水乙醇,乙醛酸,冰醋酸,稀盐酸,异丙醇,氯乙酸等,均为分析纯; 所用水均为去离子高纯水。
1. 2 实验设备器
722N型可见分光光度计,上海精密科学仪器有限公司; 81 - 2型恒温磁力搅拌,上海司乐仪器有限公司; PHS - 2型酸度计,上海二分析仪器厂; 电热鼓风干燥箱( 101 - 2AB) ,天津泰斯特有限公司; 马弗炉( XL - 1箱式电阻炉) ,上海光明药用仪器有限公司; XL - 1箱式电阻炉,武汉格莱莫仪器有限公司; SHZ - D( Ⅲ) 循环水式多用真空泵,巩义市予华仪器公司。
1. 3 羧甲基壳聚糖的制备
称取5 g粉末状壳聚糖于250 m L烧杯中,加入30 m L无水乙醇浸泡数小时。再加入2. 5 m L 45% 的氢氧化钠继续浸泡1 h, 将浸泡后的壳聚糖移入三口烧瓶中,加入45% 氢氧化钠溶液若干毫升,在50℃下搅拌均匀后,浸泡1. 5 h,得到碱壳聚糖。称取一定量氯乙酸,在搅拌状态下分数次加入到碱化壳聚糖中,控制温度在65℃ ,反应温度变化范围在±0. 5℃ ,反应一定时间,制得粗品。把粗产品用200 m L 75% 的乙醇溶液洗涤数次,除去醋酸钠、氯化钠等盐类,抽滤后于60℃下干燥4 h得产品。
本实验制备工艺如图1。
1. 4 羧甲基壳聚糖对染料废水的脱色试验
1. 4. 1 单一模拟印染废水的配制
采用孔雀绿、甲基紫、亚甲基蓝三种染料,分别配制成20 mg / L的单一染料模拟废水。在一定体积的模拟染料废水中, 研究p H、样品投加量、温度、静置时间对处理效果的影响。
1. 4. 2 混合模拟印染废水的配制
将以上三种的单一模拟印染废水等体积混合,即得到混合模拟印染废水。
1. 4. 3 脱色试验步骤
在250 m L烧杯中加入模拟印染废水200 m L,调节p H值, 在最大吸收波长处 ( 孔雀绿、甲基紫、亚甲基蓝的最大吸收波长分别为618 nm、580 nm、666 nm) 测吸光度A0,向废水中加入一定量的羧甲基壳聚糖,在搅拌器上搅拌,控制转速先快后慢,静置2 ~ 5 h。然后取上清液,用分光光度法测定吸光度A, 求出脱色率。
1. 4. 4 模拟印染废水吸光度浓度标准曲线绘制
孔雀绿、甲基紫和亚甲基蓝这三种单一模拟印染废水和混合模拟印染废水的最大吸收波长分别为: 618 nm,580 nm, 666 nm,590 nm,绘制标准曲线。
甲基紫、亚甲基蓝和混合模拟印染废水的标准曲线方程参数见表1。
由表1可知,此吸光度 - 浓度标准曲线的相关性相当好, 所以本实验可以通过测定模拟染料废水的吸光度来求得脱色率。
2 结果与讨论
2. 1 羧甲基壳聚糖的制备
制备羧甲基壳聚糖的最佳反应条件为5 g粉末状壳聚糖, 45% 的氢氧化钠投加量为36 m L、氯乙酸用量为10 g、反应温度为60℃ ,反应时间为4 h。
2. 2 单一模拟废水的脱色条件确定
用制备的羧甲基壳聚糖样品分别对孔雀绿、甲基紫和亚甲基蓝三种模拟印染废水进行了脱色的实验。在室温下孔雀绿的最佳脱色条件是p H值为6、羧甲基壳聚糖投加量为150 mg/L、静置时间为5 h,其最佳脱色率可达到96. 89% 。甲基紫的最佳脱色效果是p H值为8、羧甲基壳聚糖投加量为150 mg/L静置时间为2 h,其最佳脱色率可达到94. 16% 。亚甲基蓝的最佳脱色条件是p H值为6、羧甲基壳聚糖投加量为200 mg/L、静置时间为2 h时,达到最佳脱色效果,其脱色率可达到86. 56% 。从数据显示,脱色效果明显。
2. 3 混合模拟废水的配制及脱色条件确定
将三种单一模拟废水等体积混合即得到混合废水,实验考察了废水p H值、壳聚糖投加量及反应静置时间三个因素对混合模拟废水脱色率的影响,实验结果见表2。由实验结果可确定出模拟废水的最佳脱色条件为p H为8、壳聚糖最佳投加量为150 mg / L、最佳静置时间为3 h。
由表2实验结果可以看出p H值对混合废水脱色率的影响最大,废水p H值为8时,脱色率达到最大值95. 3% ,控制好p H值是提高脱色率的关键。随着羧甲基壳聚糖的投加量的增加,模拟废水的脱色率是增加的,当投加量大于150 mg/L时, 脱色率提高的不太明显,说明已接近吸附平衡。静置时间为1 h时脱色率能达到72. 4% ,说明壳聚糖可以快速的吸附染料分子,当静置时间为3 h时,脱色率达最大95. 1% 并保持稳定。
2. 4 羧甲基壳聚糖的脱色稳定性
在250 m L烧杯中加入废水200 m L,调节p H值到8. 0,在最大吸收波长590 nm处测吸光度A0,加入0. 03 g( 150 mg/L) 羧甲基壳聚糖,在搅拌器上搅拌,静置3 h,然后取上清液, 测定吸光度A,求出脱色率。用这种方法平行测六次,结果列于表3。
狄克逊检验: 数据从小到大排列:
94. 79、94. 94、94. 98、95. 03、95. 06、95. 18
( 1) 检验最小值
查表,n = 6,给定显著性水平α = 0. 05时,Q0. 05= 0. 560, Q < Q0. 05,故最小值为正常值。
( 2) 检验最大值
查表,n = 6,给定显著性水平α = 0. 05时,Q0. 05= 0. 560, Q < Q0. 05,故最大值为正常值。
由以上数据可知: 羧甲基壳聚糖对混合染料废水具有很好的脱色率,而且最佳脱色条件与单一染料的脱色条件也很接近,所以,羧甲基壳聚糖对模拟废水的脱色效果很稳定。
2. 5 羧甲基壳聚糖脱色机理分析
羧甲基壳聚糖是壳聚糖经羧甲基化反应后的一种壳聚糖衍生物,壳聚糖分子链中存在游离的氨基和羧基,在碱性条件下羧甲基在羟基上的取代活性高于氨基。由于羧甲基的导入,破坏了壳聚糖分子的二次结构,其水溶性大大增强,能够更好地参与化学絮凝和吸附过程。羧甲基壳聚糖分子中的氨基和羧基,其电解质带正电荷,能够中和染料废水中带负电荷的胶体粒子,生成沉淀,起到絮凝作用; 同时,羧甲基壳聚糖为高聚物,对废水中的胶体粒子有吸附架桥的作用,所以羧甲基壳聚糖对染料废水的脱色效果较好。
3 结 论
( 1) 通过单因素实验,确定了制备羧甲基壳聚糖的最佳反应条件为45% 的氢氧化钠投加量为36 m L、氯乙酸用量为10 g、反应温度为60℃ ,反应时间为4 h。
( 2) 羧甲基壳聚糖在室温条件下对孔雀绿、甲基紫、亚甲基蓝三种印染废水进行了脱色的实验。影响因素p H值、羧甲基壳聚糖投加量、静置时间,其最佳脱色率可达到86% 以上。脱色效果依次为孔雀绿 > 甲基紫 > 亚甲基蓝。
( 3) 羧甲基壳聚糖对混合模拟废水的最佳脱色条件为p H为8、壳聚糖最佳投加量为150 mg/L、最佳静置时间为3 h,脱色率达95% 以上。且重复稳定性较好。
( 4) 由羧甲基壳聚糖分子链中存在游离的氨基和羧基,羧甲基壳聚糖具有很好的水溶性; 对废水中的胶体粒子有絮凝和吸附架桥的作用,羧甲基壳聚糖对染料废水具有较好的脱色效果。
参考文献
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甲基磺酸的应用研究 篇10
环保型高分子聚合物———聚六亚甲基胍(PHMG)具有优越的杀菌活性,属新一代杀菌剂。其分子结构如下:
据俄罗斯防疫监测部门报道[3],聚六亚甲基盐酸胍的杀菌机理可解释为,由于在聚六亚甲基盐酸胍中高活性胍基使聚合物成正电性,很容易吸附在呈负电性的各类细菌、病毒上,从而抑制了细菌病毒的分裂功能,使细菌病毒丧失了生殖能力,加上聚合物形成的薄膜堵塞了微生物的呼吸通道,使微生物迅速窒息而死。同时,由于聚六亚甲基盐酸胍是聚合物结构,能使胍基的有效活性得以提高,所以盐酸聚六亚甲基胍的杀菌效力大大高于其他胍类化合物(如洗必泰)。聚六亚甲基盐酸胍的优越性主要体现在[4,5,6,7,8,9]:1)高效。只需少量添加量即可表现优异的抗菌、防霉、灭藻效果。2)安全。无毒副作用,对皮肤、粘膜、眼睛无刺激,对皮肤无过敏,据毒理学试验表明,聚六亚甲基盐酸胍小鼠急性经口毒性试验,其半数致死量(LD50)雌、雄小鼠均大于5 000mg/kg体重,属无毒级。3)稳定。对光、热稳定,在较宽p H(pH=1～10)范围内稳定。4)长效。不会产生细菌耐药性,长久有效。5)环境友好。无色、无味、不挥发,不含重金属、酚类物质,对各类处理表面无腐蚀。聚六亚甲基盐酸胍以其许多的优越性能,广泛应用于医疗卫生、日用化学、纺织、水产等各领域[10,11],本文通过对聚六亚甲基盐酸胍对制革主要微生物的杀抑菌性能研究,并进行工业应用的试验,为制革工业提供一种更为理想的皮革杀菌剂产品。
1 试验内容
1.1 试验材料和仪器
选用菌种:枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginasa)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa Migula)、大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus Rosenbach)、黑曲霉(Asp.niger)、桔青霉(Pen.citrinum)、拟青霉(Paecilomyces varioti)、木霉(Trichoderma sp)等。
杀抑菌剂:聚六亚甲基盐酸胍(自制,Mn=600～800)、卡松(Kathon)、辛基异噻唑啉酮(OIT)、苯噻清(TC-MTB)、二硫氰基甲烷(MBT)、溴代氰基酰胺(DBNPA)、洁尔灭1227等药剂。
使用仪器:隔水式培养箱、干燥器、超净工作台、菌落计数仪、高压消毒锅、培养皿、微量移液器、无菌压力喷雾器、3M Petuifilm测试片、各类专用微生物测试培养基等
1.2 试验方法
1.2.1 皮革主要微生物的分离和培养
抽取制革水样和皮样,进行主要微生物的分离和培养,具体试验方法参考《工业微生物实验技术手册》[31]。
1.2.2 最低抑菌浓度(MIC法)
最低抑菌浓度(MIC)试验是表示杀菌防霉剂完全抑制某种微生物生长所需要的最小浓度;MIC值越小,表明药剂的杀抑菌效果越好。MIC试验法是一种半定量至定量的方法,能比较好地反映出防霉剂毒力的大小,便于不同防霉剂之间抑菌效果的比较,是目前防霉剂最常见的抑杀性能表达方式之一。
细菌的MIC法一般采用肉汤稀释法,即在制备不同杀菌剂含量的系列培养基试管中,接种测试微生物,培养一定时间后,根据试验菌种在各种浓度杀菌剂的培养基上能否生长发育,确定杀菌剂对这一微生物的最低抑制浓度。该法适用于可溶性或水分散杀菌剂的抑菌性能检测。
霉菌的最低抑菌浓度(MIC)法一般采用琼脂稀释,即制备不同防霉剂含量的系列培养基平板,在系列培养基上接种测试微生物,培养一定时间后,根据试验菌种在各种浓度防霉剂的培养基上能否生长发育,确定防霉剂对这一微生物的最低抑制浓度,该法适用于不溶性与可溶性防霉剂的检测。
1.2.3 倍比平板计数法测定杀菌加药前后细菌总数变化情况
在制备好的菌液中,加入定量的抗菌药物,作用一定时间后分别取样,采用倍比稀释方法在系列培养基平板上培养48h后,计算菌落总数,与空白样品对照计算杀灭率。杀灭率计算公式为:
1.2.4 抑菌圈法
用圆纸片或圆皮片(直径为2～4cm),在一定浓度的防霉剂溶液中浸渍或转动处理一段时间后,将其贴附在涂布一定量的霉菌孢子悬浮液的培养基平板中央,然后在温度为(28±1)℃,相对湿度≥95%的环境中培养一段时间,观察圆纸片或圆皮片周围透明的抑菌圈的大小,用游标卡尺测量抑菌圈的直径。
1.2.5 湿室加速试验法(湿室悬挂法)
将经防霉剂处理后的皮块(2.5cm×5.0cm的长方块),用喷雾器将供试霉菌孢子悬浮液喷洒在皮块的表面,然后将其悬挂在恒温恒湿箱中(温度为(28±1)℃,相对湿度≥95%)培养,并定期如每隔4d观察一次,观察其霉变情况,由皮块的长霉情况来判断防霉剂的防霉效果。这种测定方法是模拟自然环境的加速试验,在该试验条件下保持28d以上不长霉,相当于经防霉处理的产品在正常储存条件下的保存期大于1a。
评定标准为:“-”,肉眼看不到试样表面有霉菌生长;“+”,试样表面有微量菌丝生长或有少量直径小于1mm以下的霉菌出现;“++”,试样表面有稀疏网状菌丝生长或有少量直径小于2～3mm以及霉斑分布面积占总面积的四分之一;“+++”,试样表面有大量霉斑,分布面积占总面积的四分之一以上。
2 结果与讨论
2.1 聚六亚甲基盐酸胍对皮革常见微生物的杀抑菌性能
以皮革常见微生物为评价对象,MIC法测定聚六亚甲基盐酸胍等杀菌剂的药效,数据见表1。
表1数据显示:聚六亚甲基盐酸胍对枯草芽胞杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌等细菌有很好的抑制效果,对黑曲霉、桔青霉、木霉等霉菌效果较差。
2.2 聚六亚甲基盐酸胍作为皮革杀菌防腐剂药效测定
采用倍比平板稀释计数法测定不同杀菌剂对制革常见细菌的杀抑菌性能,选用菌种为枯草杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和异养菌,测试结果见表2。
表2数据显示:自制的杀菌剂对大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和异养菌都有较好的杀灭作用,对枯草芽胞杆菌效果稍差,但仍有90%以上的杀菌率。生物测试效果显示,自制杀菌剂与现使用的商品杀菌剂性能相当。
2.3 多功能化及特性丙烯酸类聚合物鞣剂的研究
以平板抑菌圈法和挂片湿室加速试验进行对比试验,评价聚六亚甲基盐酸胍对常见霉菌的防霉药效。结果见表3、表4。
表3、表4数据显示:与TCMTB等对比样品相比,聚六亚甲基盐酸胍对栖土曲霉、黑曲霉、桔青霉、木霉等霉菌的抑菌效果较差,抑菌圈仅为2～5mm,而相同用量下的TCMTB和MBT抑菌圈直径最高达29mm。同时在湿室加速试验中,单独使用聚六亚甲基盐酸胍,第4天即已出现长霉现象,与TCMTB复配延长其长霉天数,但效果仍然不理想。可以判定,聚六亚甲基盐酸胍不适宜作为皮革防霉剂使用。
2.4 工业应用试验
于2009年6月在广州某皮革水场的生皮清水浸泡阶段进行应用试验,与其所用的TRUPSEPT BA杀菌剂进行对比,见表5。
从试验数据可知:自制杀菌效果优于TRUPSEPT BA。为防止细菌对杀菌剂产生耐药性,于2010年3月开始与T-41杀菌剂(氨基甲酸盐衍生物)交替使用。该厂自使用我院杀菌剂以来,未出现因微生物失控而影响生产和产品质量等问题,说明产品性能具有较好的稳定性
3 总结
通过杀菌试验发现,聚六亚甲基盐酸胍对制革常见的细菌有优异的杀抑菌性能,30mg/kg的用量即可达到90%以上的杀菌率。聚六亚甲基盐酸胍对皮革常见的霉菌不敏感,不适宜用作皮革防霉剂。
自制杀菌剂2009年开始分别在省内外皮革水场推广使用,试验数据表明,使用含聚六亚甲基盐酸胍的自制杀菌剂后,体系的细菌数明显减少,抑菌效果优于对比样品。为防止细菌对杀菌剂产生耐药性,可用T-41杀菌剂(氨基甲酸盐衍生物)等杀菌剂交替使用。到目前为止,皮厂使用自制杀菌剂以来,未出现因微生物失控而影响生产和产品质量等问题,说明产品性能具有较好的稳定性。
mg/kg
%
注:对照菌量为5.0×106,药剂用量为30mg/kg,作用时间15min。
mm
注:对照菌量为3.0×105,药剂用量为50mg/kg,试验方法参照1.2.4。
注:对照菌量为3.0×105,药剂用量为50mg/kg,试验方法参照1.2.5。
摘要：通过研究发现,30mg/kg聚六亚甲基盐酸胍对大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和异养菌就有较好的杀灭作用;对枯草芽胞杆菌效果稍差,但仍有90%以上的杀菌率,是一种有效的制革杀菌剂。加速试验显示:经聚六亚甲基盐酸胍处理过的皮样保存4d就出现长霉现象,与其他防霉剂复配也没有起到增效作用,不能作为制革防霉剂使用。在制革水场的工业试验结果显示,在浸水阶段加入聚六亚甲基盐酸胍,体系细菌数水平明显降低,达到生产工艺的要求。
关键词：聚六亚甲基盐酸胍,杀菌剂,制革工业
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甲基磺酸的应用研究 篇11
【关键词】纳米二氧化钛 掺杂 溶胶-凝胶法
自从1972年Fujishina和Honda发现在光照条件下TiO2能够分解H2O以来，TiO2的光催化性能日益受到学者们的重视[1-3]。但TiO2光谱响应范围窄限制了它在污染物降解中对太阳能的利用，因此，负载TiO2成为了研究热点。本文采用溶胶-凝胶法来制备TiO2，并在此基础上制备了掺杂了氯化锰的TiO2光催化剂。通过亚甲基蓝的光催化降解实验对催化剂的可见光催化性能进行了探究。
1 实验
1.1 光催化剂的制备
1.1.1纳米TiO2光催化剂的制备
将一定量的无水乙醇溶于盛有称取好的钛酸丁酯（C16H36O4Ti）烧杯中，制得A液；向A液中先后滴入盐酸和乙酸，将A液置于集热式恒温磁力搅拌器上在室温下持续搅拌。将无水乙醇和蒸馏水的混合液（B液）缓慢滴入A液中，待B液滴完后再继续搅拌2 h即可得到TiO2溶胶，陈化24 h，得到凝胶。将干凝胶研磨后于450 ℃下焙烧4 h即可得到TiO2光催化剂粒子。
1.1.2 氯化锰掺杂纳米TiO2的制备
氯化锰掺杂纳米TiO2的制备方法与纳米TiO2光催化剂的制备方法相同，只是将B液换成氯化锰、蒸馏水和无水乙醇的混合液。
2 结果与讨论
2.1催化剂的表征
图1 B为纯的TiO2、C为MnCl2/TiO2样品的紫外可见漫反射光谱图
图1为纯的TiO2（B）和掺杂MnCl2/ TiO2样品（C）的紫外可见漫反射光谱图。由图可以看出，掺杂氯化锰的TiO2样品在紫外光区有较低的反射，其反射率小于纯的TiO2，说明氯化锰掺杂能提高TiO2对紫外光的吸收，但是并不能改变TiO2的光响应范围。
图2 不同样品用量对亚甲基蓝降解240 min后的降解曲线 （B）8 mg；（C）40 mg；（D）200 mg；（E）500 mg
由图2可知，随着MnCl2/TiO2样品用量的增加，亚甲基蓝溶液的降解率逐渐增大，在催化剂用量为0.2 g时降解率最高，在240 min时亚甲基蓝光催化降解效率可以达78%以上；继续增加催化剂的量时，亚甲基蓝光催化降解率开始下降，所以催化剂的最佳投入用量为1 g/L。其原因有可能是：当MnCl2/TiO2的投入量较少时，光源产生的光子不能被完全转化为化学能，使得光子能量不能得到充分的利用。适当增加催化剂的用量，可以产生更多的活性物种，增大反应的固液接触面，进而提高催化反应速率。但当催化剂的加入量过大时，较高浓度的MnCl2/TiO2悬浮颗粒会对入射光屏蔽和散射入射光，影响溶液的透光率而损失光能。
3 结 论
采用溶胶-凝胶法制备的掺杂氯化锰的TiO2光催化剂。通过紫外可见图谱说明掺杂氯化锰不能扩展TiO2的光响应范围；在亚甲基蓝溶液初始浓度为10 mg/L，催化剂用量为8 mg时，可见光照射4 h降解率达到84.66%。
【参考文献】
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甲基磺酸的应用研究 篇12
本文依照GB8076—1997《混凝土外加剂》标准,系统研究了氨基磺酸系高效减水剂的主要性能指标。
1 试验准备
1.1 原材料
(1)水泥:
水泥品种选用P.O52.5。
(2)砂:
根据GB/T14684—2001建筑用砂规定,选择级配合格的粗砂,砂的含水率为1.5%。
(3)石:
根据GB/T14685—2001建筑用卵石、碎石规定,选用质地坚硬、表面粗糙的粒径5～20 mm碎石,粒径为5～10 mm的占40%,粒径为10～20 cm 的占60%。测得其含水率为0.2%。
(4)水:
采用自来水。
1.2 高强混凝土基准配合比计算
(1)采用质量法计算配合比。
基准混凝土初步配合比(每立方米混凝土用量)为:水泥529 kg,水190 kg,石1 205 kg,砂544 kg。砂含水率为1.5%,石子含水率为0.2%。根据要求配合比调整为:水泥529 kg,水179 kg,石1 207 kg,砂552 kg。
(2)试配与调整。
混凝土配合比先做坍落度检测,不符合要求时,再进行调整。由于混凝土较稠,坍落度过小,调整方法为:保持水灰比不变,增加水和水泥,保持砂石比率不变,按比例减少粗、细骨料。最后调整结果(每立方米混凝土用量)为:水泥839 kg,水285 kg,石771 kg,砂363 kg。
1.3 对比混凝土配合比设计
对比混凝土配合比,在水泥、砂、石的用量方面与基准混凝土保持一致,掺入的氨基磺酸系高效减水剂的量为水泥用量的0.4%,用水量以使新拌混凝土坍落度在50～70 mm为准,具体配合比(每立方米混凝土用量)为:水泥839 kg,氨基磺酸系高效减水剂3.356 kg,石771 kg,砂363 kg。
2 减水剂性能检测
2.1 减水率检测
减水率定义为坍落度基本相同时(50～70 mm)对比混凝土和基准混凝土单位用水量之差与基准混凝土单位用水量之比。坍落度测定按照GBJ80—85进行,试验测得W0=277.9 kg/m3,W1=216.6 kg/m3,由此计算得出减水率WR=22%。
2.2 混凝土抗压强度比测试
抗压强度比以对比混凝土与基准混凝土同龄期抗压强度之比表示。对比混凝土与基准混凝土抗压强度试验按照GBJ81—85《普通混凝土基本力学性能试验方法》进行。试件采用标准振动台,振动时间为15～30 s,试件静停温度为(20±3)℃。每批1组,以2个试样的抗压强度平均值表示,如果其中1个与平均值之差大于平均值的15%,则取3个值的中间值作为结果,如果最大值和最小值与平均值之差均大于平均值的15%,则重新做。3批结果的平均值为其强度值(表1)。
试验结果表明,由于氨基磺酸系高效减水剂具有明显的强度提高效果,对比混凝土3,7 d强度明显超过基准混凝土,计算得出抗压强度比分别达到了同龄期基准混凝土的151%,118%,可见氨基磺酸系高效减水剂对混凝土有显著的增强作用。
2.3 混凝土减水、增强性能测试
与萘系高效减水剂对比,对混凝土减水率和抗压强度的影响进行了试验研究。
(1)试验方法:
减水率测定按照混凝土外加剂国家标准GBJ80—85进行。
(2)试验仪器:
强制式混凝土搅拌机NJB-30,坍落度筒(上口Ø100 mm、下口Ø200 mm、高300 mm),刮刀,捣棒,小铲,钢尺。
(3)配合比设计:
掺有氨基磺酸系(ASP)和萘系(NS)高效减水剂的混凝土配合比见表2。
注:水泥品种选择P.O52.5;水胶比为0.34。
试验结果:2种不同减水剂的减水率及其相应3,7 d强度测试结果见表3。减水剂的掺入量根据经验数据定为0.4%,萘系掺入量为0.5%。
由表3可知,在较低掺量条件下,氨基磺酸系(ASP)高效减水剂减水作用更大,其减水率可达22%,而萘系(NS)高效减水剂的减水率只有16%。而氨基磺酸系高效减水剂相应的3,7 d强度均高于萘系,具有明显的减水、增强性能。
3 混凝土坍落度与坍落度经时损失测试
3.1 坍落度试验方法
使用坍落筒进行试验,试验时,首先将拌好的混凝土用取样勺分3层均匀装入筒内,每层装入高度在插捣后约为筒高的1/3,每层用捣棒插捣25次。在清除筒边底板上的混凝土后,垂直平稳地提起坍落度筒,坍落度筒的提离过程应在5～10 s内完成,从开始装料到提起坍落度筒的整个过程应不间断进行,并在150 s内完成。最后,提起坍落度筒后,立即测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差,此值即为混凝土拌和物的坍落度值。
3.2 试验结果
在保持混凝土配合比不变情况下,在混凝土中分别掺加氨基磺酸系(ASP)和萘系(NS)2种不同的减水剂,对坍落度性质进行了测试。试验结果表明,掺ASP配制的混凝土,30 min的坍落度损失率小于1%,90 mm的坍落度损失率小于6%,坍落度经时损失约为1 cm,说明ASP具有优良的保坍效果。而萘系减水剂配置的混凝土,30 min的坍落度损失率达6%,明显高于氨基磺酸系减水剂的坍落度损失。
4 与水泥的相容性测试
通过试验考察氨基磺酸系高效减水剂与不同品牌水泥的相容性情况。采用净浆流动度试验方法(GB/T8076—87)进行水灰比0.48条件下的试验。
4.1 试验方法
称取水泥300 g,倒入用湿布擦过的水泥净浆搅拌锅内,加入一定量的减水剂及指定用量的拌和水,搅拌4 min。将拌好的浆体迅速注入水平位置玻璃板中的截锥体内,刮平,将截锥体沿垂直方向迅速提起,30 s后量取垂直方向的直径,取平均值作为水泥净浆的流动度。
4.2 试验结果
净浆组成水泥为300 g、水为99.5 cm3、减水剂(ASP)为3.2 g的水泥净浆流动度见表4。
4.3 结果讨论
(1)减水剂的掺入量根据经验数据定为0.4%,因为掺量过小时,净浆流动度对减水率效果不明显;过大时,净浆大量泌水,使混凝土水泥净浆与骨料离析,降低混凝土的物理性能,并造成混凝土成本增高。
(2)在试验中,选用4种不同的水泥对减水剂与水泥的相容性进行测定,结果表明均有良好的适应性。流动度大,减水率高,这是氨基磺酸系高效减水剂的特点之一。
5 结论
通过对氨基磺酸系高效减水剂的研究,得出以下结论:
(1)氨基磺酸系高效减水剂具有较强的减水、增强效果。在较低的掺量下,混凝土减水率可以达到22%。
(2)采用4种水泥评价氨基磺酸系高效减水剂与水泥的相容性,试验结果表明此种高效减水剂的水泥适应性广。
(3)氨基磺酸系高效减水剂对混凝土拌和物坍落度经时损失有明显抑制作用,试验中90 min坍落度经时损失仅为1 cm。
参考文献
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[2]徐文凡.高效减水剂的应用现状与行业发展进展[J].现代工业商贸,2010(12):316.
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