Cúlra Taighde
Mar acmhainn nádúrtha, flúirseach agus in-athnuaite, bíonn dúshláin mhóra le sárú ag ceallalóis in iarratais phraiticiúla mar gheall ar a n-airíonna intuaslagthachta neamh-leácha agus teoranta.Mar gheall ar na bannaí hidrigine ard-criostalach agus ard-dlúis sa struchtúr ceallalóis, déantar é a dhíghrádú ach ní leá le linn an phróisis sealbhaithe, agus dothuaslagtha in uisce agus an chuid is mó de thuaslagóirí orgánacha.Déantar a gcuid díorthaigh a tháirgeadh trí eistearú agus éitearú na ngrúpaí hiodrocsaile ar na haonaid ainhidriglúcóis sa slabhra polaiméire, agus léireoidh siad roinnt airíonna éagsúla i gcomparáid le ceallalóis nádúrtha.Is féidir le imoibriú éitearúcháin ceallalóis go leor éitear ceallalóis intuaslagtha in uisce a ghiniúint, mar shampla ceallalóis meitile (MC), ceallalóis hidroxyethile (HEC) agus ceallalóis hidroxypropil (HPC), a úsáidtear go forleathan i mbia, i gcosmaidí, i gcógaisíocht agus i míochaine.Is féidir le CE intuaslagtha in uisce polaiméirí atá nasctha le hidrigin a fhoirmiú le haigéid pholacharbocsaileacha agus polaphenóil.
Is modh éifeachtach é tionól ciseal-ar-ciseal (LBL) chun scannáin tanaí ilchodacha polaiméire a ullmhú.Déanann an méid seo a leanas cur síos go príomha ar thionól LBL de thrí CE éagsúla HEC, MC agus HPC le PAA, déanann sé comparáid idir a n-iompraíocht tionóil, agus déanann sé anailís ar thionchar na n-ionadaí ar thionól LBL.Imscrúdaigh éifeacht pH ar thiús scannáin, agus na difríochtaí éagsúla pH ar fhoirmiú agus ar thuaslagadh scannáin, agus forbair airíonna ionsú uisce CE/PAA.
Ábhair Turgnamhach:
Aigéad polyacrylic (PAA, Mw = 450,000).Is é 300 mPa·s slaodacht tuaslagán uiscí 2wt.% de hiodrocsaieitilceallalós (HEC), agus is é 2.5 céim an ionaid.Meitilceallalós (MC, tuaslagán uiscí 2wt.% a bhfuil slaodacht 400 mPa·s aige agus méid ionadach de 1.8).ceallalóis hiodrocsapróipile (HPC, tuaslagán uiscí 2wt.% le slaodacht 400 mPa·s agus céim ionadach de 2.5).
Ullmhúchán scannán:
Arna ullmhú ag cóimeáil ciseal criostail leachtach ar sileacain ag 25 ° C.Is é seo a leanas modh cóireála an mhaitrís sleamhnáin: soak i dtuaslagán aigéadach (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/VOL) ar feadh 30 nóiméad, ansin sruthlaigh in uisce dí-ianaithe arís agus arís eile go dtí go mbeidh an pH neodrach, agus ar deireadh tirim le nítrigin íon.Déantar cóimeáil LBL ag baint úsáide as innealra uathoibríoch.Bhí an tsubstráit sáithithe gach re seach i dtuaslagán CE (0.2 mg/mL) agus i dtuaslagán PAA (0.2 mg/ml), sáithíodh gach tuaslagán ar feadh 4 nóiméad.Rinneadh trí thuisliúchán sruthlaithe 1 nóiméad an ceann in uisce dí-ianaithe idir gach tuaslagán soak chun polaiméir a bhí ceangailte go scaoilte a bhaint.Coigeartaíodh luachanna pH an tuaslagáin cóimeála agus an tuaslagáin sruthlaithe go pH 2.0.Sonraítear na scannáin mar a ullmhaíodh iad mar (CE/PAA)n, áit a seasann n don timthriall tionóil.(HEC/PAA)40, (MC/PAA)30 agus (HPC/PAA)30 go príomha a ullmhaíodh.
Tréithriú Scannán:
Taifeadadh agus anailísíodh speictream frithchaiteachais beagnach gnáth le NanoCalc-XR Ocean Optics, agus tomhaiseadh tiús na scannán a taisceadh ar sileacain.Le substráit sileacain bán mar chúlra, bailíodh speictream FT-IR an scannáin tanaí ar an tsubstráit sileacain ar speictriméadar infridhearg Nicolet 8700.
Idirghníomhaíochtaí bannaí hidrigine idir PAA agus CEanna:
Cruinniú HEC, MC agus HPC le PAA isteach i scannáin LBL.Taispeántar san fhigiúr speictrim infridhearg HEC/PAA, MC/PAA agus HPC/PAA.Is féidir na comharthaí láidre IR de PAA agus CES a fheiceáil go soiléir i speictream IR HEC/PAA, MC/PAA agus HPC/PAA.Is féidir le speictreascópacht FT-IR anailís a dhéanamh ar choimpléasc bannaí hidrigine idir PAA agus CES trí mhonatóireacht a dhéanamh ar aistriú na mbandaí ionsúcháin sainiúla.Tarlaíonn an nascadh hidrigine idir CES agus PAA go príomha idir ocsaigin hiodrocsaile CES agus grúpa COOH PAA.Tar éis an banna hidrigine a fhoirmiú, aistríonn an buaic síneadh síneadh go dtí an treo minicíochta íseal.
Breathnaíodh buaic de 1710 cm-1 le haghaidh púdar íon PAA.Nuair a cuireadh polyacrylamide le chéile i scannáin le CEanna éagsúla, bhí beanna na scannán HEC/PAA, MC/PAA agus MPC/PAA suite ag 1718 cm-1, 1720 cm-1 agus 1724 cm-1, faoi seach.I gcomparáid le púdar íon PAA, d'aistrigh buaicfhad na scannán HPC/PAA, MC/PAA agus HEC/PAA 14, 10 agus 8 cm−1, faoi seach.Trasnaíonn an nasc hidrigine idir an éitear ocsaigin agus COOH an nasc hidrigine idir na grúpaí COOH.Dá mhéad bannaí hidrigine a fhoirmítear idir PAA agus CE, is ea is mó an buaicathrú de CE/PAA i speictrim IR.Tá an leibhéal is airde de choimpliú bannaí hidrigine ag HPC, tá PAA agus MC sa lár, agus is é HEC an ceann is ísle.
Iompar fáis na scannán ilchodach de PAA agus CEanna:
Rinneadh imscrúdú ar iompar foirmithe scannán PAA agus CEanna le linn tionóil LBL ag baint úsáide as QCM agus trasnamhéadracht speictreach.Tá QCM éifeachtach chun monatóireacht a dhéanamh ar fhás scannán in situ le linn an chéad chúpla timthriall tionóil.Tá interferometers speictreach oiriúnach do scannáin a fhástar thar 10 dtimthriall.
Léirigh an scannán HEC/PAA fás líneach ar fud an phróisis tionóil LBL, agus léirigh na scannáin MC/PAA agus HPC/PAA fás easpónantúil i gcéimeanna tosaigh an tionóil agus ansin chlaochlú go fás líneach iad.Sa réigiún fáis líneach, dá airde an leibhéal casta, is mó an fás tiús in aghaidh an timthriall tionóil.
Éifeacht pH an tuaslagáin ar fhás scannáin:
Bíonn tionchar ag luach pH an tuaslagáin ar fhás an scannáin ilchodach polaiméir nasctha hidrigine.Mar pholaleictrilít lag, déanfar PAA a ianú agus a luchtú go diúltach de réir mar a mhéadaíonn pH an tuaslagáin, rud a chuireann cosc ar chomhcheangal bannaí hidrigine.Nuair a shroich leibhéal áirithe ianúcháin PAA, níorbh fhéidir le PAA teacht le chéile i scannán le glacadóirí bannaí hidrigine i LBL.
Tháinig laghdú ar thiús an scannáin le méadú ar pH an tuaslagáin, agus tháinig laghdú tobann ar thiús an scannáin ag pH2.5 HPC/PAA agus pH3.0-3.5 HPC/PAA.Tá pointe criticiúil HPC/PAA thart ar pH 3.5, agus tá pointe HEC/PAA thart ar 3.0.Ciallaíonn sé seo, nuair a bhíonn pH an tuaslagáin tionóil níos airde ná 3.5, ní féidir an scannán HPC/PAA a fhoirmiú, agus nuair a bhíonn pH an tuaslagáin níos airde ná 3.0, ní féidir an scannán HEC/PAA a fhoirmiú.Mar gheall ar an leibhéal níos airde de choimpliú bannaí hidrigine ar membrane HPC/PAA, tá luach criticiúil pH an scannáin HPC/PAA níos airde ná an membrane HEC/PAA.I dtuaslagán saor ó shalann, b'ionann luachanna pH criticiúla na gcoimpléisc a chruthaigh HEC/PAA, MC/PAA agus HPC/PAA thart ar 2.9, 3.2 agus 3.7, faoi seach.Tá pH criticiúil HPC/PAA níos airde ná pH HEC/PAA, atá ag teacht leis an scannán LBL.
Feidhmíocht ionsú uisce membrane CE / PAA:
Tá CES saibhir i ngrúpaí hiodrocsaile ionas go mbeidh ionsú maith uisce agus coinneáil uisce aige.Ag glacadh le scannán HEC/PAA mar shampla, rinneadh staidéar ar chumas asaithe membrane CE/PAA atá nasctha le hidrigin chun uisce sa chomhshaol.Arb iad is sainairíonna é trasnaíocht speictreach, méadaítear tiús an scannáin de réir mar a ionsúnn an scannán uisce.Cuireadh é i dtimpeallacht le taise inchoigeartaithe ag 25 ° C ar feadh 24 uair an chloig chun cothromaíocht ionsú uisce a bhaint amach.Triomaíodh na scannáin in oigheann bhfolús (40 ° C) ar feadh 24 h chun an taise a bhaint go hiomlán.
De réir mar a mhéadaíonn an taise, méadaíonn an scannán.Sa limistéar íseal-taise de 30% -50%, tá an fás tiús sách mall.Nuair a bhíonn an taise níos mó ná 50%, fásann an tiús go tapa.I gcomparáid leis an scannán PVPON/PAA atá nasctha le hidrigin, is féidir leis an scannán HEC/PAA níos mó uisce a ionsú ón gcomhshaol.Faoi choinníoll taiseachais choibhneasta 70% (25 ° C), tá an raon ramhraithe de scannán PVPON/PAA thart ar 4%, agus tá an scannán HEC/PAA chomh hard le thart ar 18%.Léirigh na torthaí, cé go raibh méid áirithe grúpaí OH sa chóras HEC/PAA rannpháirteach i bhfoirmiú bannaí hidrigine, go raibh líon suntasach grúpaí OH fós ag idirghníomhú le huisce sa chomhshaol.Mar sin, tá dea-airíonna ionsúcháin uisce ag an gcóras HEC/PAA.
i gcrích
(1) Tá an fás is tapúla ina measc ag an gcóras HPC/PAA a bhfuil an chéim nasctha hidrigine is airde de CE agus PAA aige, tá MC/PAA sa lár, agus is é HEC/PAA an ceann is ísle.
(2) Léirigh an scannán HEC/PAA modh fáis líneach le linn an phróisis ullmhúcháin, agus léirigh an dá scannán eile MC/PAA agus HPC/PAA fás easpónantúil sna chéad chúpla timthriall, agus ansin chlaochlú go modh fáis líneach iad.
(3) Tá fás scannán CE/PAA ag brath go mór ar an réiteach pH.Nuair a bhíonn pH an tuaslagáin níos airde ná a phointe criticiúil, ní féidir le PAA agus CE teacht le chéile i scannán.Bhí an membrane CE/PAA cóimeáilte intuaslagtha i dtuaslagáin arda pH.
(4) Toisc go bhfuil an scannán CE/PAA saibhir i OH agus COOH, déanann cóireáil teasa é a thrasnascadh.Tá cobhsaíocht mhaith ag an scannán tras-nasctha CE/PAA agus tá sé dothuaslagtha i dtuaslagáin ard-PH.
(5) Tá cumas asaithe maith ag an scannán CE / PAA le haghaidh uisce sa chomhshaol.
Am postála: Feabhra-18-2023