Cúlra taighde
Mar acmhainn nádúrtha, flúirseach agus in-athnuaite, bíonn dúshláin mhóra ag baint le ceallalós in iarratais phraiticiúla mar gheall ar a n-airíonna neamh-leáite agus tuaslagthachta teoranta. De bharr na mbannaí ard-chriostal agus na mbannaí hidrigine ard-dlúis sa struchtúr ceallalóis, déantar é a dhíghrádú ach ní leá sé le linn an phróisis seilbhe, agus dothuaslagtha in uisce agus tuaslagóirí orgánacha an chuid is mó. Déantar a ndíorthaigh trí eistearú agus etherification na ngrúpaí hiodrocsaile ar na haonaid ahydroglucose sa slabhra polaiméire, agus taispeánfaidh siad roinnt airíonna éagsúla i gcomparáid le ceallalós nádúrtha. Is féidir leis an imoibriú etherification de cheallalós go leor eití ceallalóis intuaslagtha in uisce a ghiniúint, mar shampla ceallalós meitile (MC), ceallalós hiodrocsaitile (HEC) agus ceallalós hiodrocsapróipile (HPC), a úsáidtear go forleathan i mbia, i gcosmaidigh, i gcógaisíocht agus i leigheas. Is féidir le CE intuaslagtha in uisce polaiméirí hidrigine-nasctha a dhéanamh le haigéid polycarboxylic agus polyphenols.
Is modh éifeachtach é Tionól Sraith-ar-Ciseal (LBL) chun scannáin tanaí ilchodacha polaiméire a ullmhú. Déanann an méid seo a leanas cur síos den chuid is mó ar an tionól LBL de thrí CES éagsúla de HEC, MC agus HPC le PAA, déanann sé comparáid idir a n -iompar tionóil, agus déanann sé anailís ar thionchar na n -ionadaithe ar thionól LBL. Fiosraigh an éifeacht a bhíonn ag pH ar thiús scannán, agus na difríochtaí difriúla idir pH ar fhoirmiú scannán agus díscaoileadh, agus forbraigh airíonna ionsú uisce CE/PAA.
Ábhair Thurgnamhacha:
Aigéad polyacrylic (PAA, MW = 450,000). Is é an slaodacht de 2wt. Meitilcellulose (MC, tuaslagán uiscí 2wt. Ceallalós hiodrocsapróipile (HPC, tuaslagán uiscí 2wt.
Ullmhú scannán:
Ullmhaithe ag cóimeáil ciseal criostail leachtach ar sileacain ag 25 ° C. Seo a leanas modh cóireála an mhaitrís sleamhnáin: Soak i dtuaslagán aigéadach (H2SO4/H2O2, 7/3VOL/Vol) ar feadh 30min, ansin sruthlaigh le huisce dí -ianaithe arís agus arís eile go dtí go dtiocfaidh an pH neodrach, agus go n -éireoidh sé le nítrigin íon. Déantar cóimeáil LBL trí innealra uathoibríoch a úsáid. Bhí an tsubstráit sáithithe gach re seach i dtuaslagán CE (0.2 mg/ml) agus tuaslagán PAA (0.2 mg/ml), sáithíodh gach tuaslagán ar feadh 4 nóiméad. Rinneadh trí soaks sruthlaithe de 1 nóiméad an ceann in uisce dí -ianaithe idir gach tuaslagán soak chun polaiméir atá ceangailte go scaoilte a bhaint. Rinneadh luachanna pH an tuaslagáin tionóil agus an tuaslagáin sruthlaithe a choigeartú go pH 2.0. Tá na scannáin réamhullmhaithe mar (CE/PAA) N, áit a léiríonn N an timthriall tionóil. (HEC/PAA) 40, (MC/PAA) 30 agus (HPC/PAA) ullmhaíodh 30 den chuid is mó.
Tréithriú scannán:
Taifeadadh agus rinneadh anailís ar speictrim fhrithchaiteachta neas-ghnáth le optaic aigéin Nanocalc-XR, agus tomhaiseadh tiús na scannán a taisceadh ar sileacain. Le foshraith sileacain bhán mar an cúlra, bailíodh speictream FT-IR an scannáin tanaí ar an tsubstráit sileacain ar speictriméadar infridhearg Nicolet 8700.
Idirghníomhaíochtaí banna hidrigine idir PAA agus CES:
Tionól HEC, MC agus HPC le PAA i scannáin LBL. Taispeántar an speictream infridhearg de HEC/PAA, MC/PAA agus HPC/PAA san fhigiúr. Is féidir na comharthaí láidre IR de PAA agus CES a bhreathnú go soiléir sa speictream IR de HEC/PAA, MC/PAA agus HPC/PAA. Is féidir le speictreascópacht FT-IR anailís a dhéanamh ar an gcoimpléasc banna hidrigine idir PAA agus CES trí mhonatóireacht a dhéanamh ar athrú na mbandaí ionsúcháin tréithiúla. Tarlaíonn an nascadh hidrigine idir CES agus PAA go príomha idir ocsaigin hiodrocsaile CES agus an grúpa COOH de PAA. Tar éis an banna hidrigine a fhoirmiú, aistríonn an buaic -shíneadh dearg go dtí an treo minicíochta íseal.
Breathnaíodh buaic de 1710 cm-1 le haghaidh púdar PAA íon. Nuair a cuireadh polyacrylamide le chéile i scannáin le CES éagsúla, bhí na beanna de scannáin HEC/PAA, MC/PAA agus MPC/PAA lonnaithe ag 1718 cm-1, 1720 cm-1 agus 1724 cm-1, faoi seach. I gcomparáid le púdar PAA íon, aistríodh buaicfhaid HPC/PAA, MC/PAA agus HEC/PAA faoi 14, 10 agus 8 cm - 1, faoi seach. Cuireann an banna hidrigine idir an ocsaigin éitear agus COOH isteach ar an mbanna hidrigine idir na grúpaí COOH. Dá mhéad bannaí hidrigine a fhoirmítear idir PAA agus CE, is ea is mó an t -athrú buaic de CE/PAA i speictrim IR. Tá an leibhéal is airde de chastacht bannaí hidrigine ag HPC, tá PAA agus MC i lár, agus is é HEC an ceann is ísle.
Iompar Fáis na Scannán Ilchodach de PAA agus CES:
Rinneadh imscrúdú ar iompar foirmithe scannán PAA agus CES le linn cóimeáil LBL ag baint úsáide as QCM agus idirghabhálacht speictreach. Tá QCM éifeachtach chun monatóireacht a dhéanamh ar fhás scannán in situ le linn na chéad chúpla timthriall tionóil. Tá idirghabhálacha speictrim oiriúnach do scannáin a fhástar os cionn 10 dtimthriall.
Léirigh scannán HEC/PAA fás líneach ar fud phróiseas tionóil LBL, agus léirigh na scannáin MC/PAA agus HPC/PAA fás easpónantúil sna céimeanna luatha den tionól agus ansin rinneadh fás líneach orthu. Sa réigiún fáis líneach, dá airde an méid castachta, is ea is mó an fás tiús in aghaidh an timthrialla tionóil.
Éifeacht pH tuaslagáin ar fhás scannán:
Bíonn tionchar ag luach pH an tuaslagáin ar fhás an scannáin ilchodacha polaiméire atá nasctha le hidrigin. Mar polyelectrolyte lag, déanfar PAA a ianú agus a ghearradh go diúltach de réir mar a mhéadaíonn pH an tuaslagáin, rud a chuireann cosc ar chomhlachas bannaí hidrigine. Nuair a shroich méid ianú PAA leibhéal áirithe, ní fhéadfadh PAA teacht le chéile i scannán le glacadóirí banna hidrigine i LBL.
Tháinig laghdú ar thiús an scannáin leis an méadú ar réiteach pH, agus tháinig laghdú go tobann ar thiús an scannáin ag Ph2.5 HPC/PAA agus Ph3.0-3.5 HPC/PAA. Tá an pointe criticiúil de HPC/PAA thart ar pH 3.5, agus tá HEC/PAA thart ar 3.0. Ciallaíonn sé seo, nuair a bhíonn pH an tuaslagáin tionóil níos airde ná 3.5, nach féidir an scannán HPC/PAA a chruthú, agus nuair a bhíonn pH an tuaslagáin níos airde ná 3.0, ní féidir an scannán HEC/PAA a chruthú. Mar gheall ar an leibhéal níos airde de choimpléasc bannaí hidrigine de scannán HPC/PAA, tá luach pH criticiúil scannán HPC/PAA níos airde ná luach membrane HEC/PAA. I dtuaslagán saor ó shalann, bhí 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 an pH criticiúil de HPC/PAA níos airde ná pH HEC/PAA, atá ag teacht le membrane LBL.
Feidhmíocht Ionsú Uisce de CE/ PAA Scannán:
Tá CES saibhir i ngrúpaí hiodrocsaile ionas go mbeidh ionsú uisce maith agus coinneáil uisce aige. Ag glacadh le membrane HEC/PAA mar shampla, rinneadh staidéar ar chumas asaithe an membrane CE/PAA-nasctha le huisce sa chomhshaol. Arb é is sainairíonna idir interferometry speictreach, méadaíonn an tiús 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 ionsúcháin uisce a bhaint amach. Rinneadh na scannáin a thriomú in oigheann folúis (40 ° C) ar feadh 24 h chun an taise a bhaint go hiomlán.
De réir mar a mhéadaíonn an taise, téann an scannán i leataobh. Sa limistéar taise íseal de 30%-50%, tá an fás tiús sách mall. Nuair a sháraíonn an taise 50%, fásann an tiús go gasta. I gcomparáid leis an scannán PVPON/PAA-nasctha le hidrigin, is féidir leis an scannán HEC/PAA níos mó uisce a ionsú ón gcomhshaol. Faoi choinníoll taiseachas coibhneasta de 70%(25 ° C), tá an raon ramhraithe de scannán PVPON/PAA thart ar 4%, agus tá scannán HEC/PAA chomh hard le thart ar 18%. Léirigh na torthaí cé go raibh méid áirithe grúpaí OH sa chóras HEC/PAA páirteach i bhfoirmiú bannaí hidrigine, go raibh líon mór grúpaí OH ag idirghníomhú le huisce sa chomhshaol. Dá bhrí sin, tá airíonna maithe ionsú uisce ag an gcóras HEC/PAA.
Mar fhocal scoir
.
.
(3) Tá spleáchas láidir ar fhás an scannáin CE/PAA ar an réiteach pH. Nuair a bhíonn an tuaslagán pH níos airde ná a phointe criticiúil, ní féidir le PAA agus CE teacht le chéile i scannán. Bhí an scannán cóimeáilte CE/PAA intuaslagtha i dtuaslagáin pH ard.
(4) Ós rud é go bhfuil an scannán CE/PAA saibhir i OH agus COOH, déanann cóireáil teasa tras-nasctha. Tá cobhsaíocht mhaith ag an scannán CE/PAA tras-nasctha agus tá sé dothuaslagtha i dtuaslagáin pH ard.
(5) Tá cumas asaithe maith ag an scannán CE/PAA le haghaidh uisce sa chomhshaol.
Am Post: Feb-18-2023