阳离子聚电解质强化絮凝去除活性染料的研究
第26卷 第1期
2007年 1月环 境 化 学E NV I RONMENTAL C H E M I STRY V o.l 26,N o .1January 2007
中国化学会/第八届水处理化学大会暨学术研讨会0论文(2006年8月10日). *国家/十五0重大科技攻关项目(863)计划(2002AA601011-02-03);国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412308).阳离子聚电解质强化絮凝去除活性染料的研究
*
田秉晖 潘 纲 栾兆坤
(中国科学院生态环境研究中心,环境水质学国家重点实验室,北京,100085)摘 要 选用三种活性染料分别配成模拟染料废水,用阳离子聚电解质(PDADMA C)强化絮凝去除活性染
料.结果表明,PDADMA C 去除活性染料的机理为聚电解质络合絮凝.PDADM AC 的阳离子度高,分子量
低,疏水性大,脱色去除效果较好.而且,活性染料的脱色去除率随活性染料色度的深浅而不同,表现为
活性黑K-BG >活性艳红K-2BP>活性嫩黄K-6G.
关键词 絮凝,活性染料,阳离子聚电解质.
印染废水处理是水处理技术研究的热点内容
[1,2].传统的处理方法主要包括生物、物理、化学或它们的组合工艺[3].虽然生物法具有高效、绿色、费用低等优点,但是单独使用生化法处理印染废
水,一般难以达到废水排放或回用的标准,所以物理化学的方法如絮凝、吸附、超滤或氧化等,作为生化处理的后续处理技术也被广泛应用[4].
目前,染料废水脱色所用的絮凝剂主要是铝盐和铁盐类,这两类传统的絮凝剂对不溶性染料具有良好的去除脱色效果,但对水溶性染料如活性染料,去除脱色效果较差[5,6].近年来,因阳离子聚电解质作为絮凝剂或助凝剂具有显著的高效性,已经引起了国内外的广泛关注.研究表明,阳离子聚电解质在对传统的胶体和悬浊液絮凝脱稳中,/吸附电中和0、/吸附架桥0和/耗散絮凝0是主要的絮凝机理[7].但是,对于有机污染物,如合成染料,其分子、离子和聚集体,粒径远小于胶体或颗粒物,所以强化絮凝去除有机污染物的机理可能与传统意义的絮凝机理完全不同.
本文选用三种活性染料分别配成模拟染料废水,进行阳离子聚电解质(聚二甲基二烯丙基氯化铵,PDADMAC)强化絮凝去除活性染料的研究.重点研究了阳离子聚电解质的分子量、阳离子度和疏水性,对不同色度的活性染料(显色基团结构不同)絮凝去除的影响.
1 实验部分
111 絮凝试验材料
PDADMAC 絮凝剂:特性粘度017dL #g -1
的PDADMAC 是40%的水溶液(F l o rage ,SNF ,France),特性粘度217dL #g -1和114dL #g -1的PDADMAC 由实验室合成.P(DADMAC -AM )特性粘度是3131dL #g -1,阳离子度3712%;两性共聚物聚二烯丙基二甲基氯化铵-丙烯酰胺-衣康酸[P(DADMAC -AM-I A )]的特性粘度是2197dL #g -1,阳离子度3817%,衣康酸投料比为1%.疏水性共聚物聚二烯丙基二甲基氯化铵-丙烯酰胺-乙烯基三甲氧基硅烷[P (DADMAC -AM-VTM S)]的特性粘度是3117dL #g -1,阳离子度3612%,乙烯基三甲氧基硅烷VT M S 投料比为1%,以上共聚物均为实验室合成. 活性黑K-B G,活性艳红K-2BP ,活性嫩黄K-6G,均为化学纯.
112 絮凝实验方法
将活性染料用去离子水配成100m g #l -1的活性染料储备液备用.
取1L 活性染料储备液加入到1L 的絮凝反应烧杯中,再加入计算量的阳离子聚电解质絮凝剂,以200r #m in -1快搅2m in ;以40r #m in -1慢搅15m in ;絮凝沉降10m i n .取液面下2c m 处上清液测定色度(HAC H USA DR4000紫外-可见光分光光度计),计算去除率.
1期田秉晖等:阳离子聚电解质强化絮凝去除活性染料的研究47
取30m l活性染料储备液加入到50m l絮凝试管中,再加入计算量的阳离子聚电解质絮凝剂,震荡30s摇匀,静置24h.取液面下2c m处上清液测定色度(HAC H USA DR4000紫外-可见光分光光度计),计算去除率.
2结果与讨论
211PDAD MAC分子量的影响
通过烧杯絮凝试验和试管絮凝试验研究了三种不同特性粘度(217,114,017dL#g-1)的PDAD-MAC均聚物对活性染料的去除脱色效果.
从图1(A)可见,在烧杯絮凝试验条件下,对于活性黑K-BG、活性艳红K-2BP和活性嫩黄K-6G 三种活性染料,均表现为随PDAD MAC的特性粘度升高去除脱色率略有增加,其大小为:活性黑K-B G(75%左右)>活性艳红K-2BP(65%左右)>活性嫩黄K-6G(55%以下).由此可见,PDAD MAC 去除活性染料的最佳絮凝范围较窄.上述结果表明,由于PDAD MAC和活性染料都是溶解性有机物,因此,絮凝过程并不同于典型絮凝反应过程,而是存在两种相反电荷的高分子或两性有机物的络合反应,即聚电解质络合反应机理.PDAD MAC的特性粘度升高,单个PDADMAC高分子链的正电荷性增强,所以三种活性染料的去除脱色率均随PDADMAC的特性粘度升高而略有增加.而且,PDAD MAC 与活性染料的络合反应与其阳离子和阴离子n+/n-的摩尔比密切相关,只有在阳离子和阴离子摩尔比相近时,才能络合析出,而后絮凝沉淀,因而导致最佳絮凝范围较窄.另外,试验所用的三种活性染料结构不同(合成染料的显色原理主要是发色基团上连接不同的官能团而改变其吸收光谱,使之显现出不同的颜色).一般活性染料所连接的发光官能团多是疏水性基团.为了易溶解,又在染料分子上引入了亲水基团如磺酸基等,所以活性染料等溶解性染料实际都具有疏水/亲水两性有机物性质.根据发光光谱的频率高低而在发色基团上连接的疏水官能团的种类和数目不同,通常深色染料的疏水性大于浅色染料,疏水性强的活性染料更易通过聚电解质络合反应机理去除脱色.
图1PDADM AC对活性染料去除率的影响
(a)活性黑K-BG;(b)活性艳红K-2BP;(c)活性嫩黄K-6G
F i g11R emova l of reacti v e dyes usi ng PDADM AC
从图1(B)可见,在试管絮凝试验条件下,和烧杯絮凝试验对比,三种活性染料的去除脱色率均
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明显增加,活性黑K-BG(85%左右)>活性艳红K-2BP(75%左右)>活性嫩黄K-6G(65%左右).试管絮凝试验表明,PDADMAC去除活性染料明显具有时间效应,与反应时间相关.在试管絮凝试验中,PDAD MAC特性粘度增加,活性染料的去除脱色率反而有较大下降.
212p H值的影响
从图2(A)可见,在烧杯絮凝试验条件下,随p H值的降低,活性染料的去除脱色率略有提高, p H值对PDADMAC去除活性染料的影响不明显.原因在于,酸性条件下,活性染料的磺酸基的电离度降低,水溶性降低,去除率增加.
从图2(B)可见,在试管絮凝试验条件下,p H值对PDADMAC去除活性染料的影响较明显.三种活性染料随酸性的增加去除率都有明显增加,其影响远大于烧杯絮凝试验时的影响.尤其活性艳红增加更为明显.其原因在于,酸性条件下活性染料的磺酸基的电离度降低,静电络合作用降低,疏水缔合作用增加,去除率增加.
在烧杯絮凝试验条件下,静电力处于主动地位,而酸性条件下,活性染料的磺酸基的电离度降低,负电性下降,使以静电力为主的快速异向絮凝速率下降,所以去除率的提高不明显.但是,在试管絮凝试验时,酸性条件下疏水缔合作用的影响显著增加,反应时间延长,去除率增加更显著.至于在酸性条件下,活性艳红去除率增加更为明显,可能与其三磺酸基的结构有关.
213不同官能团的改性对去除活性染料的影响
为了阐明阳离子度、疏水性对阳离子聚电解质强化絮凝去除活性染料的影响,进行了不同官能团改性PDADMAC共聚物对活性艳红K-2BP的絮凝脱色试验,结果如图3所示.
从图3(A)可见,与PDADAMC均聚物对比,改性后的PDADMAC对活性艳红K-2BP的去除率有
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明显变化.对于共聚物P(DAD MAC-AM)其去除率明显下降,而且最佳絮凝点也后移至50m g#l-1.原因在于,虽然共聚后PDADMAC的分子量提高,但其阳离子度显著下降.在以聚电解质络合反应为去除机理的絮凝过程中,阳离子度的下降,使去除率下降和最佳投药量增加.对于两性改性的P(DADMAC-AM-I A),其去除率明显增加,但最佳投药量也后移至50m g#l-1.其原因在于,两性改性的PDADMAC在聚合物分子链上引入了阴离子官能团,阴阳离子官能团形成高分子内的络合,增加了PDADMAC的疏水性,但降低了其正电性.对于疏水性改性的P(DAD MAC-AM-VTM S),其结果与两性改性的P(DADMAC-AM-I A)非常接近,因为直接引入了疏水基团,提高了PDADMAC的疏水性,同样也降低了PDADMAC的电荷密度.
从图3(B)可见,在试管絮凝试验中,各种PDAD MAC系列絮凝剂的去除率均有提高.其中,以疏水性改性的P(DADMAC-AM-VT M S)最明显.原因在于,试管絮凝试验反应时间长,疏水缔合的絮凝去除作用更加明显.
根据以上实验结果分析,以PDADMAC为絮凝剂去除活性染料的絮凝机理主要表现为聚电解质络合反应机理,静电力和疏水力为主要推动力:
其反应过程可分为两个阶段:
第一阶段,反应时间较短(烧杯絮凝试验)时,以长距离的静电力较重要,作用机理以正负有机物离子的静电络合作用为主.
第二阶段,如反应时间较长(试管絮凝试验),短程的疏水力作用显著增加,疏水缔合作用更加显著.
PDAD MAC作为典型的水溶性阳离子聚电解质絮凝剂,其分子量增加,特性粘度加大,单个阳离子分子链的正电荷增加,静电力增强,聚电解质络合反应加快,所以,一定程度上,烧杯絮凝试验效果略好.但是,PDADMAC是阳离子聚季铵盐,水溶性大,疏水力小,所以PDAD MAC的分子量降低更有利于活性染料的去除.
另外,为了增加PDAD MAC的强化絮凝去除活性染料的效果,增加它的疏水性是较好的改性方法.其中,改性PDAD MAC的阳离子度和疏水基团是活性染料去除的重要影响因素.
3结论
(1)PDAD MAC可以通过聚电解质络合絮凝,和带负电的、完全溶解性的活性染料反应,生成聚电解质络合物,形成沉淀,有效地去除活性染料.反应时间较短(烧杯絮凝试验)时,以长距离的静电力较重要,作用机理以正负有机物离子的静电络合作用为主.如反应时间较长(试管絮凝试验),短程的疏水力作用显著增加,疏水缔合作用更加显著.
(2)因为活性染料溶解性强,分子量低,使PDADMAC对活性染料的去除率小于不溶解的分散染料.而且,随活性染料色度深浅的不同,脱色去除率表现为活性黑K-BG>活性艳红K-2BP>活性嫩黄K-6G.
(3)烧杯絮凝试验,高分子量的PDADMAC去除效果略好,而试管絮凝试验,低分子量的PDADMAC的效果显著增加.总之,降低PDAD MAC的分子量有利于活性染料的去除.
(4)改性PDADMAC的阳离子度和疏水基团是影响活性染料的去除效果的重要因素.控制PDADMAC的阳离子度,增加疏水性,可以提高对活性染料的去除率.
50环境化学26卷
参考文献
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STUDY ON ENHANCED FLOCCULATI ON RE M OVAL OF REACT I VE DYES BY CATI ON I C POLYELECTROLYTE
TI AN B ing-hui PAN Gang LUA N Zhao-kun
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Ch i nes e A cade m y of S ci en ces,B eiji ng,100085,C h i na)
ABSTRACT
Flocculation re m oval o f reacti v e dyes by cation ic po l y e lectrolyte(PDADMAC)w as stud i e d.The results sho w:suggested re m oval m echan is m of reacti v e dyes w ith cation i c po lyelectro l y te w as/po lyelectro l y te co m p l e xati o n fl o cculati o n0.The re m ova l effic iency w as i n creased under t h e cond ition of high cation ic density, high hydr ophobic ity or lo w m o lecu lar w eigh.t Re m ova l o f reacti v e dyes having d ifferent color is d ifferen.t The order of re m ova l is Reactive B lack K-BG>R eactive R ed K-2BP>Reacti v e Ye llo w K-6G.
K eyw ords:fl o cculati o n,reactive dyes,cati o nic po lye lectro l y te.
聚丙烯腈基聚合物电解质的研究进展
聚丙烯腈基聚合物电解质的研究进展 化学化工学院 班级：2009131144 周明香 学号：2009131144 专业：化学 任课教师：王丽萍 2011年12月19日
聚丙烯腈基聚合物电解质的研究进展 摘要：详细介绍了锂离子电池用PAN(聚丙烯腈)基聚合物电解质的发展过程,提出了PAN基凝胶型聚合物电解质所存在的主要问题,介绍了PAN的改性方法。 关键词：凝胶、聚合物、电解质、聚丙烯腈 随着便携式电子器件的不断小型化，二次电池也要向质量轻超薄的方向发展。而聚合物锂离子电池具有比能量高，无电解液泄漏问题、安全性能好、设计灵活、易于大规模生产等特点。因此倍受市场的青睐。聚合物电解质是聚合物锂离子电池的核心部分，它需要具有较高的电导率和电化学稳定性，良好的机械性能以及与电极的相容性，目前所开发出的聚合物电解质体系主要有PEO[1～4]、PMMA[5～6]、PVDF[7～10]、PVC[11]、PAN[12]几大类,还有许多新体系的电解质也在尝试之中。但能应用于生产的却不多，这是因为大多数聚合物电解质体系难以同时具有较高的电导率和良好的机械强度。 1.研究进展 1975年Feuillade和Perche[13]首次研究制备出PAN-PC-NH4ClO4三元凝胶聚合物电解质，后来Abraham[14]等作了深入研究，这类聚合物电解质是通过在聚合物基质中固化大量的液态电解质溶液而制成的,其电导率已达到1X10-3S/cm数量级。近年来对凝胶型聚合物电解质的研究发展很快,并取得了较大的成就。PAN是一种稳定性好、耐热性强且阻燃性好的聚合物，较为适合用作基质材料,采用有机电解液对其进行增塑后，可形成凝胶电解质。随着对微观结构、界面性质以及导电机理研究的深入,其性能有了较大的提高。 Watanabe[15]等在PAN-LiClO4聚合物体系中加入EC(碳酸乙烯酯)、PC(碳酸丙烯酯)、DMF(二甲基甲酰胺)等塑化剂,结果发现电导率随着塑化剂与LiClO4摩尔比率的增加而增加,最大电导率在25℃时可达10-4～10-5S/cm，Appetecchi[16]等研究了一种组成为PAN-EC-DMC-LiPF6(16-60-20-4摩尔比)+A12O3(6wt.%,w/o)的新型凝
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棉织物的活性染料染色 姓名：商倪锋学号：08139126 班级:轻化工程081班 同组者：史千千 摘要：本实验采用活性艳蓝K--GR对全棉植物进行染色，染色后对活性染料的固色率和吸尽率的测定。 关键词： 活性染料，染色棉织物固色率吸尽率 Dyeing of cotton with active dyes Abstracts：in this paper，we use ReactivebrilliantblueK-GR dyeing cotton, after dyeing we use equipment to evaluate the fixation and exhaustion rate. The result show that reactive dyes on cotton fabric has not a higher exhaustion .fixation and low luster . . 前言： 棉织物是目前纺织市场应用最多的纤维之一，染棉织物可以用直接染料，活性染料进行染色，用直接染料染色后水洗牢度较差，很难达到客户的要求，同时在染色的过程中对染料的浪费也比较严重，吸尽率和固色率都比较低，本实验以活性艳蓝K--GR为染料对棉织物进行染色同时来测定活性染料的吸尽率和固色率。 一、实验目的 1、行选取染料及设计工艺，掌握活性染料对棉的染色过程，巩固所学的活性染料对棉纤维染色的基本理论知识，学会自己设计工艺处方和工艺条件，并进行染色试验。 2、会活性染料吸尽率和固色率的测定 二、实验原理 1、染色原理: 活性染料是一种含有能与纤维起反应形成共价键的活性基团的染料，常见的活性基团有二氯均三嗪型、乙烯砜型和一氯均三嗪型等三种，它们的反应能力各不相同，所以采用的工艺条件也不同，分别采用低温、中温和高温进行染色。 活性染料染色时通过纤维对染料的吸附、染料扩散进入纤维内部达到上染平衡，加入碱后，染料开始与纤维发生反应而固着，并重新达到一个平衡。染后进行皂煮，除去并未与纤维固着的染料或水解染料，提高色泽的鲜艳度。
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离子电导率提高10倍的固态聚合物电解质 背景介绍 锂离子电池已经进入到人们生活的方方面面，对便携的电子产品、电动汽车来说锂离子电池是不可或缺的电能来源。目前商业化锂离子电池多采用石墨为负极，锂过渡金属氧化物为正极，碳酸酯有机溶剂为电解液，高挥发性和易燃性的电解液会导致严重的安全问题。而且，随着人们对锂离子电池高能量密度的追求，锂金属负极受到研究者的关注，但是枝晶会导致电池内部短路，发生热失控，造成更加严重的安全问题。 基于固态聚合物电解质（SPE）的固态锂金属电池（SSLMB）安全性好，能量密度高，受到了学术界和工业界的极大关注，常用的SPE是将小分子锂盐与聚合物共混得到的，如双（三氟甲磺酰基）酰亚胺锂（LiTFSI）/聚氧化乙烯（PEO）体系，这种结构被称为DLIC，但是这种SPE的锂离子迁移数很低（<0.3），在SSLMB循环过程中会导致显著的极化以及锂枝晶的迅速生长。 与常用的SPE不同，单锂离子导体（SLIC）是一种以聚合物为主链（例如聚苯乙烯，聚丙烯酸酯），阴离子为接枝侧链的固态聚合物电解质。最常用的SLIC是聚[(4-苯乙烯磺酰基)(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺]（LiPSTFSI），具有制备简便，热和化学稳定性好，锂离子解离能低的优点。但是LiPSTFSI/PEO电解质的离子电导率低（一般小于10-5 S?cm-1），SEI膜电阻高，难以规模化应用。 成果介绍 为了解决固态锂离子电池中枝晶生长以及离子电导率低的问题，西班牙可替代能源合作研究中心（CIC energiGUNE）Zhang Heng 教授课题组提出了一种简单高效的SPE，他们在常用的LiPSTFSI/PEO聚合物电解质体系中加入2 %的双（氟磺酰基）酰亚胺锂（LiFSI），这种结构的SPE被称作ACSLIC，与常用的SLIC电解质相比，离子电导率提高了10倍，电池总电阻降低一个数量级，改善了电极与SPE的界面相容性，电池的循环性能提高近
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胺、聚硅氧烷衍生物常用做高分子电解质主体物。PEO和碱金属组成的配合体系是研究最多的高分子电解质体系，PEO作为离子传导基质，碱金属离子作为电荷载流子源，起离子导电机理是:在分子链的醚氧原子的作用下金属盐解离为电荷载流子，离子借助高分子的近程链段运动，在高分子介质中迁移而表现出离子导电能。另外可通过化学方法和物理方法对高分子主体物进行改性，以降低高分子玻璃化温度和结晶度，达到提高室温离子传导率的目的。 4、高分子电解质的制备 (1)阳离子聚电解质的合成: 1)单体共聚法:通过阳离子型单体的共聚反应获得阳离子聚电解质。该方法由于阳离子单体种类有限，合成工艺复杂和制备成本较高等缺点，应用受到限制。 2)高分子化学反应法:以天然或合成高分子为母体，通过高分子链上的基团与阳离子化试剂的化学反应，获得阳离子聚电解质的方法。与1)比较合成工艺相对简单，目前应用较多的有天然高分子如淀粉、纤维素等和合成高分子如PS、PVC、聚乙烯醇等阳离子化改性物。 (2)阳离子聚电解质的合成 1)聚丙烯酸盐的合成:首先由丙烯酸或丙烯酸酯与金属的氢氧化物中和或皂化制备(甲基)丙烯酸的铵、钠、钾、镍等盐的单体，然后用水溶性氧化还原引发剂引发丙烯酸盐单体的自由基水溶液聚合。 2)聚苯乙烯磺酸盐的合成:有两条合成路线，一是苯乙烯磺酸盐聚合，二是苯乙烯的磺化反应制备。 3)苯乙烯磺酸盐的合成:由乙烯磺酸盐钠单体在水溶液中自由基聚合制备。 4)羟甲基纤维素的合成:将富含纤维素的棉短绒或木质纸浆纤维用氢氧化钠溶液处理后，与氯乙酸钠在50-70度反应。可的羟甲基纤维素。 (3)两性高分子电解质的合成
高分子电解质及其应用
高分子电解质及其应用 聚电解质也称高分子电解质，是一类线型或支化的合成和天然水溶性高分子，其结构单元上含有能电离的基团。 基本介绍: 也称高分子电解质，是一类线型或支化的合成和天然水溶性高分子，其结构单元上含有能电离的基团。可用作增稠剂、分散剂、絮凝剂、乳化剂、悬浮稳定剂、胶粘剂等。不溶性体型聚电解质归入离子交换树脂 基本分类： 聚电解质按电离的基团可分为:①聚酸类:电离后成为阴离子高分子,如聚丙烯酸（见结构式a）、聚甲基丙烯酸(b)（见丙烯酸聚合物）、聚苯乙烯磺酸(c)、聚乙烯磺酸(d)、聚乙烯磷酸(e)等；②聚碱类:电离后成为阳离子高分子,如聚乙烯亚胺唚CH2-CH2-NH唹、聚 聚电解质分子式 乙烯胺(f)、聚乙烯吡啶(g)等。此外，还有无机类的聚磷酸盐(h)、聚硅酸盐(i)和天然的核酸、蛋白质。后二者因一分子中具有酸性和碱性两种可电离的基团，所以称为高分子两性电解质。 补充： 按来源：天然高分子电解质、化学改性高分子电解质、合成高分子电解质 按形态：高分子全固态电解质、分子凝胶电解质
按离子类型：阳离子聚电解质、阴离子聚电解质、两性高分子电解质 按结构：主链带离子团的高分子电解质、侧链带梳状离子基团的高分子电解质、 中性单体与离子单体的共聚物 按传输离子：质子导电电解质、离子导电电解质 按高分子基团：醚类、酯类、胺类等 高分子电解质的制备 （1）阳离子聚电解质的合成： 1）单体共聚法：通过阳离子型单体的共聚反应获得阳离子聚电解质。该方法由于阳离子单体种类有限，合成工艺复杂和制备成本较高等缺点，应用受到限制。 2）高分子化学反应法：以天然或合成高分子为母体，通过高分子链上的基团与阳离子化试剂的化学反应，获得阳离子聚电解质的方法。与1）比较合成工艺相对简单，目前应用较多的有天然高分子如淀粉、纤维素等和合成高分子如PS、 PVC、聚乙烯醇等阳离子化改性物。 （2）阳离子聚电解质的合成 1）聚丙烯酸盐的合成：首先由丙烯酸或丙烯酸酯与金属的氢氧化物中和或皂化制备（甲基）丙烯酸的铵、钠、钾、镍等盐的单体，然后用水溶性氧化还原引发剂引发丙烯酸盐单体的自由基水溶液聚合。 2）聚苯乙烯磺酸盐的合成：有两条合成路线，一是苯乙烯磺酸盐聚合，二是苯 乙烯的磺化反应制备。 3）苯乙烯磺酸盐的合成：由乙烯磺酸盐钠单体在水溶液中自由基聚合制备。 4）羟甲基纤维素的合成：将富含纤维素的棉短绒或木质纸浆纤维用氢氧化钠溶液处理后，与氯乙酸钠在50-70度反应。可的羟甲基纤维素。 （3）两性高分子电解质的合成 1）阳离子单体与阴离子单体的共聚 2）离子对单体聚合：通过阴离子单体的银盐与阳离子单体的碘离子反应，或酸碱性不同单体间的中和反应制备离子对单体聚合，即可得到与溶液的PH值无关 的离子对两性高分子。 溶液性质
活性染料与直接染料的分析
活性染料与直接染料的分析 字体: 小中大| 打印发表于: 2008-4-09 19:02 作者: 海阔天空来源: 万客化工在线 活性染料(Reactive Dyes)是指染料分子中带有活性基团的一类水溶性染料,其分子结构常由染料母体与活性基团两部分组成,染色过程中染料母体通过活性基与纤维反应生成共价键,得到稳定的"染料-纤维"有色化合物的整体,使染色成品有很好的耐洗牢度和耐摩擦牢度.活性染料具有色泽鲜艳.色谱齐全.价格较低.染色工艺简单.匀染性良好等优点,主要用于棉纤维及其纺织品的染色.印花.也可用于麻.羊毛.蚕丝和一部分合成纤维的染色,是目前染料工业中一类重要的染料. 活性染料若按染料母体的结构分类,有偶氮型.蒽醌型.酞箐型等.但通常活性染料按其活性基的结构分类,如带有三聚氯氰基的常称为均三氮苯型(或均三嗪型)活性染料;带有乙烯砜基的称为乙烯砜型活性染料等.随着生产技术的发展,活性基团的类型在不断增多,活性染料的品种也日益繁多. 活性染料的染色机理包括两个过程:吸色和固色.吸色既是染料与水分子同时进入纤维内部而被纤维吸着,因此活性染料分子中均含有亲水性基团,具有较好的水溶性;固色既是染料分子中的活性基团与纤维分子中的基团发生反应,生成新的共价键而被染色. 由于活性染料性能优良,应用范围不断扩展,新产品也不断涌现,在当今发展趋势中,集中表现为:开发高固色率.高着色牢度.适合低盐.低水.低能耗染色要求的染料新品种,以符合环境保护的要求,新品种的开发在染料母体方面是发展高直接的活性染料发色体,主要是双偶氮类型发色体.而更多的是新活性基的开发与完善,已经投入生产的新活性基有:一氟均三嗪.烟酸均三嗪.三氯嘧啶.二氟一氯嘧啶.二氯喹啉.a-溴代丙烯酰胺等,这些新活性基的引入,使染料在鲜艳度.坚牢度.固色率等方面均有很大提高,含有复合活性基的染料,由于应用性能优良.价格低廉而有了更大的发展. 目前以投入生产的有:带有两个一氯均三嗪基的KE型;带有一个一氯均三嗪基和一个乙烯砜基的M型,其中又有一氯均三嗪与间位酯配合的ME型(或B型);一氯均三嗪型与对位酯配合的EF型,还有一些含三个活性基的新品种.这些新品种的投产,加快了活性染料绿色化进程.从发展趋势看,活性染料正逐步取代还原.直接.硫化.冰染染料,成为纤维素纤维染料中的主要品种,并正在应用与蛋白质纤维和合成纤维的染色.
活性染料(1)
引入 活性染料是一类很重要的染料，望大家认真听讲 一、新课 活性染料，又称反应性染料。为在染色时与纤维起化学反应的一类染料。这类染料分子中含有能与纤维发生化学反应的基团，染色时染料与纤维反应，二者之间形成共价键，成为整体，使耐洗和耐摩擦牢度提高。活性染料是一类新型染料。1956年英国首先生产了 Procion牌号的活性染料。活性染料分子包括母体染料和活性基两个主要组成部分，能与纤维反应的基团称为活性基。 活性染料（reaction dye)也叫反应性染料。分子中含有化学性活泼的基团，能在水溶液中与棉、毛等纤维反应形成共键的染料。具有较高的耐洗坚牢度 编辑本段分类 按活性基的不同，活性染料主要可分两类。公式 对称三氮苯型其通式为：式中D为母体染料。在这类活性染料中,活性基氯原子的化学性质较活泼。染色时，氯原子在碱性介质中被纤维素纤维取代，成为离去基团离去。染料与纤维素纤维间的反应属于双分子亲核取代反应（见取代反应）。乙烯砜型这类活性染料中所含活性基为乙烯砜基(D-SO2CH＝CH2)或β-羟乙砜基的硫酸酯。染色时，β-羟乙砜基硫酸酯在碱性介质中经消除反应生成乙烯砜基，然后与纤维素纤维化合，经亲核加成反应，形成共价键。上述两类活性染料是目前世界上产量最大的主要活性染料。为了提高活性染料的固色率，近年来在染料分子中引入两个活性基团，称双活性染料。活性染料除纤维素纤维用的品种外,还发展了蛋白质纤维(例如丝、毛等纤维)用的品种。 活性染料 活性染料的染色方法；活性染料染棉，最常采用的染色方法：浸染法，另外还有轧染料。浸染法：浸染法又可分一浴一步法，一浴两步法，两浴法三种染色
方法。A：一浴一步法：是在碱性浴中进行染色，即在染色的同时进行固色，这种方法工艺简单，染色时间短，操作方便，但由于吸附和固色同时进行，固色后染料不能再进行扩散，因此匀染和透染性差。同进在碱性条件下染色，染浴的染料稳定性，水解的比较多。B：一浴二步法：先在中性浴中染色，当染料上染接近平衡时，在染浴中加入碱剂，调整PH值至固色规定PH值，（一般为11）这时染料与纤维达到共价结合，达到固色目的。一浴二步法是活性染料浸染法中比较合理的染色方法，它不仅可经获得较高的上染率和固色率。而且有良好的匀染效果，因此棉针织物染色常用这种方法。 优点 活性染料由于其用母体染料、连结基和活性基组成，使其在使用时能与纤维形成牢固的共价键结合，而具备一系列其它纤维素纤维染料无法比拟的特点，确立了其作为纤维素纤维用染料的发展和使用重点的地位，突出地表现在下列四个方面：(1) 活性染料是取代禁用染料和其它类型纤维素用染料如硫化染料、冰染染料和还原染料等的最佳选择之一。(2)活性染料能用经济的染色工艺和简单的染色操作获得高水平的各项坚牢性能特别是湿牢度。 (3)活性染料的色谱广、色泽鲜艳、性能优异、适用性强，其色相和性能基本上与市场对纤维和衣料的要求相适应。(4)活性染料适用于新型纤维素纤维产品如Lyocell纤维等印染的需要。 三、小结 活性染料的优点 活性染料的分类
_刚柔并济_的锂离子电池复合隔膜及聚合物电解质.
Advanced Materials Industry “刚柔并济” 的锂离子电池复合隔膜及聚合物电解质 电解质 (包括隔膜是锂离子电池组分中的关键部件之一, 在电池中起到隔离正极片和负极片, 同时允许离子和溶剂通过的作用, 电解质(包括隔膜的性能好坏直接影响到电池的倍率、循环寿命和安全性能等 [1-2]。目前商业化的锂离子电池电解质由隔膜、锂盐和有机碳酸酯溶剂构成 ; 其中, 碳酸酯溶剂易挥发、易燃、易爆, 是目前电解质体系的一大隐患。而隔膜主要是单向或双向拉伸的聚乙烯 (PE、聚丙烯(PP微孔薄膜, 聚烯烃隔膜的孔隙率和横向拉伸强度低, 电解液的浸润性差, 保液性以及热稳定性 ■ 文/刘志宏孔庆山崔光磊 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 较差, 不仅不能满足电池高倍率充放电的要求, 而且还会带来很大的安全隐患[3-7]。 而动力电池在高功率放电性能和安全性方面的要求对电解质(包括隔膜提出了更高的要求 [8]。加速量热仪 (AR C 对锂离子电池的研究表明, 电池高温运行对其安全性有着巨大的的链式负面效应 [9]。 在高功率放电过程中, 由于动力电池体积大散热性能不好,电池的局部温度达到 80~100℃左右,高温可以引起碳负极电解质界面 (SE I 膜分解, 引起有机电解液 体系等物质的分解放热,特别是六氟磷酸锂盐的热分 解, 并使电池进一步升温,最后导致隔膜的软化, 正负极短路甚至发生着火爆炸。另外, 电池使用过程中遭受意外撞击或过充会形成锂枝晶, 也可导致电池短路, 产生巨大的热量。这就要求动力电池隔膜或固态电解质体系具有很好的耐温性能和机械强度。
因此, 动力锂离子电池的安全运行需要具有更好热尺寸稳定性、热化学稳定性、更高机械强度的隔膜和聚合电解质材料。隔膜和聚合电解质材料应该达到如下性能 :电导率接近或达到液态电解质的导电率值 10-3~10-2S/cm, 锂离子迁移数尽可能接近1, 崔光磊研究员,博士生导师,中国科学院青岛生物能源与过程 研究所仿生能源系统团队负责人,中科院“百人计划”入选者, 山东省杰出青年,在Angew . Chem . Int . Ed .、 Adv . Mater .、 Small 、 Chem . Eur . J .、 Energy Environ . Science 等国外刊物发表研究文章50多篇,申请国家专利16项,主要从事新能源领域储能电池材料的研究,目前承担了国家“863”、“973”和自然科学基金等研究项目。 新材料产业 NO.9 201245
纤维的分子结构和化学性质要点
第一节纤维的分子结构和化学性质 成纤高分子：1）线性、长链的分子结构，即使有侧基或支链，也比较短、小。 2）以碳原子为主链的构成元素，因此大多数纤维高分子是有机高分子，即有机纤维。 3）分子链有一定长度，分子间可以达到高的相互作用而有强度。 染整关注：纤维高分子与水有无结合基团、与染料分子有无作用点、与整理剂等有无结合点，是共价键结合、离子键结合、氢键结合还是范得华作用力结合。 例如： 棉纤维麻纤维聚乙烯纤维聚丙烯纤维： 分子结构差异大，左者所用染料和整理剂右者就无法使用。 一、纤维分类 二、纤维素纤维的分子结构和化学性质纤维素分子结构式
结构特点： 1) 环上三个—OH，反应活性点 2) 环间—O—，酸分解之，碱稳 3) 链端：有一隐-CHO，M低还原性 4) 链刚性，H-键多，强度高 5）聚合度 （二）纤维素分子化学性质 1、与酸作用 酸促使苷键水解:(反应式) 酸作用情况 酸使纤维素纤维织物初始手感变硬,然后强度严重下降。 纤维结构、酸的种类、作用时间、温度、纤维结构影响水解反应速率。 生产上应用：含氯漂白剂漂白后，稀酸处理，起进一步漂白作用；中和过剩碱；烂花、蝉翼等新颖印花处理。 用酸注意：稀酸、低温、洗净，避免带酸干燥。 2、与氧化剂作用 纤维素氧化后分子断裂，基团氧化变化，织物强度损伤。 纤维素分子对不同氧化剂作用有不同的敏感程度。 强氧化剂完全分解纤维素。中、低强度氧化剂在一定条件下氧化分解纤维素能力弱，可用来漂白织物。注意：空气中O2在强碱、高温条件易氧化、脆损纤维素织物，应避免。 氧化反应：Cell-OH + [O] Cell-CHO, Cell-C=O, Cell-COOH
棉阳离子改性及活性染料无盐染色
1绪论 1.1引言 纺织印染行业是我国历史悠久的传统行业，同时也是我国的支柱产业之一。其中印染行业由于加工与生产工艺环节上的落后，逐渐成为重点关注的高污染、高能耗、高排放的“三高”行业之一。2013年，全国印染行业的总耗水量达到了100亿吨，污水排放则占到了国内工业总排放量的12%。特别是印染废水，其因为有着有机物含量高，色度深，电解质含量高等特点，成为了一种难以清理的工业废水。因此，以新型节能环保的印染工艺取代落后、高污染的旧工艺的行动刻不容缓。 目前世界上产量最大的纺织纤维即是纤维素纤维，其可纺性强，吸湿性好，在穿着时同时又具有较好的舒适性，在生活生产中被广泛应用[1]。近年来由于纤维素纤维的飞速发展，同时像直接染料、还原染料等染料在染色过程中造成的环境污染问题层出不穷，所以活性染料取而代之成为了纤维素纤维纺织品（特别是棉织物）染色最重要的一类染料。 活性染料的色彩鲜艳、色谱广泛、色牢度好、适用性强，其各类性能较好。然而在染色过程中，棉纤维大分子侧链上的羟基会在水溶液中发生水解，使得棉纤维整体呈负电性，染料阴离子会与棉纤维上的轻微负电荷发生排斥，从而导致其对于阴离子染料（如活性染料、直接染料等）的吸附性较弱。 在传统的活性染料棉织物染色工艺中，为了提高活性染料的上染率和固色率，需要加入大量无机盐，如硫酸钠、食盐等，以削弱染料阴离子与棉纤维上的轻微负电荷之间的排斥力，一般我们将这种过程叫做“促染”。根据染料颜色以及染料结构不同，通常的用盐量范围为30～150g/L。然而由于在染色过程中使用的大量的无机盐无法进行回收和降解处理，染色后排放的带有颜色、同时又有较高含盐量的染色污水常会造成环境问题，如土壤盐碱化，水质改变等。
有机无机复合聚合物电解质
有机/无机复合聚合物电解质 在聚合物电解质基体中添加无机填料可有效改善电解质的电导性能，特别是可显著改善电解质与电极的界面相容性，从而起到提高聚合物锂电池充放电性能的效果。对于这些氧化物填料来说，其中的阳离子可以充当路易斯酸，与Li+竞争，代替Li+与聚合物链段上的O等基团发生路易斯酸碱作用,不仅抑制了聚合物的重结晶、降低了聚合物的结晶度[1]，并与聚合物链段形成以填料为中心的物理交联网络体系，增强聚合物分散应力的能力，提高聚合物电解质的机械性能及热稳定性[2,3]。另外，这种竞争还促进了盐的解离，增大了自由载流子的数目。而填料上的O则充当路易斯碱,与路易斯酸Li+发生相互作用，形成填料/Li+富相，并形成了迁移的新通道。有研究认为，这种新通道是基于在填料表面缺陷或者空隙中的运动，其活化能更低，对离子迁移尤其是在低温条件下的迁移更有利。 图1 LFP/PEO-LLZTO/Li电池结构说明以及给LED灯供电情况[6] 石榴型的LLZO及其衍生物具有电导率高、对锂金属化学稳定性好、电化学稳定窗口宽（>5 V, vs. Li+/Li）等优点[4]，因此将LLZO作为填料加入聚合物电解质基体中受到广泛研究。例如Lee[5]等在PEO-LiClO4体系中加入52.5 wt%的Li7La3Zr2O12无机粒子，电解质在室温下电化学窗口达到5.0 V（vs. Li+/Li），55 °C 下电导率达到4.42×10-4 S/cm，高于相同条件下PEO-LiClO4和添加52.5 wt% Al2O3电解质体系的电导率。Zhang[6]等将不同粒径的Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12（LLZTO）纳米离子加入PEO-LiTFSI体系中，研究不同粒径的LLZTO纳米粒子对电解质电化学性能的影响。实验发现当添加LLZTO粒径为43 nm时制备的复合电解质膜，在30和60 °C下电导率分别达到2.1×10-4和5.4×10-4S/cm，同时锂离子迁移数达到0.45，远高于PEO基电解质的锂离子迁移数。加入LLZTO纳米粒子，能有
《染料化学》习题
《染料化学》习题 第一章 染料概述 1、名词解释：（1）染料 （2）颜料 （3）染料商品化 （4）染色牢度 （5）禁用染料 （6）致敏染料 （7）致癌染料。 2、构成染料的条件是什么？ 3、按纺织纤维分类写出各种纤维染色适用的染料（应用分类名称）。 4、染料的名称由哪几部分组成？各表示什么？ 5、何谓染料商品化加工？染料的商品化加工有何作用？常用哪些助剂？ 6、评价染色牢度的指标有哪些？ 7、什么是《染料索引》？包含哪些内容？ 8、试指出下列染料的类属（结构分类，应用分类） （1） OH SO 3Na N ＝N COONa NHCONH COONa OH SO 3Na N ＝N NH － －NH 直接铜盐紫 3RL （C. I. 25355） （2） （3） O OH OH H)2 20%H 2SO 4110~115℃ O O OH OH SO 3H SO 3H OH SO 3H NO 2 Na 2S 75~80℃O O OH OH SO 3Na SO 3 Na NH 2NH 2 O O OH NH CH 3 （4） （5） NH CO Br Br C C CO NH Br (H 3C)2N C N(CH 3)2Cl （6） （7） N SO 3Na N SO 3Na NaO 3S OH NH NH N N N SO 2CH 2CH 2OSO 3Na Cl O 2N NH NO 2 NH 2 （8） SO 3Na CH=CH SO 3Na N N N N OC 2H 5 H 5C 2O
第二章中间体及重要的单元反应 1、何谓染料中料，在合成中料中主要采用哪些单元反应？ 2、试述卤化、磺化和硝化在染料中料合成中的作用，并以反应方程式表示引入这些取代基的方法。 3、合成染料用的主要原料是什么？有哪些常用的中间体？写出从芳烃开始合成下列中料、染料的途径。（1）（2）（3） OH NH2 SO3Na NaO3S S C N NH2 CH3 OH NH2 NaO3S （4）（5）（6） CH CH SO3Na NaO3S NO2 O2N C HC C N CH3 HO OH NaO3S NH2 （7）（8）（9）（10） O O OH OH O O NH NH O O NH2 NH2 O O NH2 4、以氨基萘磺酸的合成为例，说明萘的反应特点以及在萘环上引入羟基、氨基的常用方法。 5、以蒽醌中料的合成为例，说明在蒽醌上引入羟基、氨基的常用方法。 6、何谓重氮化反应？影响重氮化反应的因素有哪些？ 7、何谓偶合反应？偶合剂主要有哪几类？影响偶合反应的因素有哪些？ 8、试述偶合反应的pH 值对偶合反应速率的影响。 9、盐对偶合反应的速率有什么影响？ 10、以芳烃为原料，写出下列染料合成反应过程和基本反应条件。 N=N O2N H33H N=N 第三章染料的颜色和结构 1、名词解释：（1）发色团（2）助色团（3）深色效应（4）浓色效应（5）浅色效应（6）淡色效应 （7）互补色（8）单色光（9）积分吸收强度（10）吸收选律（11）Lambert-Beer吸收定律2、从染料的吸收光谱曲线的性状上可得到哪些信息？
锂离子电池聚合物电解质导电机理
锂离子电池聚合物电解质导电机理 日期：2008-12-23 来源： 作者：单锋 李志明 杨军 王新灵 摘要：综述了锂离子电池聚合物电解质的导电模型，并介绍了近年来对聚合物导电机理的研究。关键词：聚合物电解质；导电模型；导电机理 Ion conducting mechanism in polymer electrolytes for lithium ion batteries SHAN Feng, LI Zhi-ming, YANG Jun, WANG Xin-ling (School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 2002 40, China) Abstract: The ion conducting models for polymer electrolytes are illustrated. Additi onally, the recent research progresses in polymer electrolytes for lithium ion batt eries are introduced. Key words: polymer electrolytes; conducting model; conducting mechanism 随着电子信息产业的蓬勃发展及能源与环境关系的日益关注，越来越多的焦点开始聚集于质轻、安全无毒、高比能量的可逆能源材料。锂离子电池的研究及发展正顺应了这一趋势[1-5]。锂离子电池是指Li+经过电解质反复嵌入和脱嵌正极和负极材料的二次电池。它与传统的镉镍电池、镍氢电池相比具有以下许多优点：工作电压高、能量密度高、自放电率低及使用温度范围宽等。电解质是锂离子电池中的重要组成部分。聚合物电解质材料与传统的有机液体电解质材料相比有下列优点：其组装的电池质量比功率更高；安全性提高；形状可以进行柔性设计等。 自Wright等[6]在上世纪70年代首次发现聚氧化乙烯(PEO)与碱金属盐络合物具有离子导电性以来，国内外学者对聚合物电解质进行了大量的研究，目前已经在聚合物电解质的结构、类型、分子设计和离子导电等方面取得了很大的进展。对于离子电导机理，特别是在聚合物单相及多相体系中的离子导电的基本理论问题，已经进行了大量的研究。 聚合物电解质的结构比较复杂，目前提出的导电机理模型主要有VTF（Vogel- Tamma-Fuleh er）方程、动态键渗透模型、MN法则和有效介质理论等。
活性染料染色基本知识
活性染料染色基本知识 §1、染色概述 一、染色的历史 染色是一门古老的工艺，从出土文物看，世界上古老的民族，早在史前就知道用天然染料进行染色。我国是利用天然染料最早的国家之一，据考查已有四、五千年的历史，周朝已设有"染官"，在我国早期的科学著作《天工开物》中也有相当详细的记载。十九世纪中叶，随着有机合成工业的发展，合成染料相继发明。1956年发明了能与纤维起化学发应的活性染料，至今已成为纤维素纤维最主要的染料。随着高分子合成工业的发展，各种合成纤维相继问世，各种应用于合纤的染料和染色方法应运而生。现在商品染料已达8000多种，各种先进的染色方 法和染色助剂层出不穷，古老的染色业正焕发出青春的活力。 二、染色方法 纺织品在染色过程中，一般要求染匀、染透、颜色纯正、符合标准、牢度好。加工对象有梭织物、针织物、散纤维、筒子纱（含经轴纱、绞丝、绞纱）、成衣，根据加工对象的不同，一般染色方法可分为： 1、浸染（竭染、吸尽染色）加工对象浸渍在染浴中，使染料逐步从染液向纤维转移，直至染透。我们目前的生产方法即属浸染。 2、轧染织物经短时间浸轧染浴后，使染液渗透到织物内部，然后经适当处理，如汽蒸或焙烘，使染料进入纤维内部。浸染时，染色物重量和所用染浴重量之比称为浴比，染料浓度一般用染料重量对纤维重量的百分数（owf）来表示。 §2、染色基本理论 染色是指染料舍染液（或介质）向纤维转移，并与纤维发生物理化学或化学的结合，或用化学方法在纤维上生成颜料，使整个纺织品成为有色物体的加工过程。 一、染色的一般过程第一阶段：染液中的染料接近纤维表面，即染液本体中的染料分子向纤维表面扩散。染料随流动的染液一起向纤维表面扩散，当染液流速降低到只有1%时的界面到纤维表面的厚度称为动力边界层。显然，染液循环越剧烈，边界层越薄，对染料的扩散越有利，扩散越均匀，有利于匀染。 第二阶段：染料被纤维表面吸附。 染料分子到达纤维表面后，即被纤维表面吸附，一般此过程不发生化学反应。吸附逆过程称为脱附。两者同时存在，最后达到平衡，上染量不再提高。吸附量的大小，决定色泽的浓淡，吸附速率的快慢，决定染色的均匀性。 第三阶段：扩散 扩散是纤维被染透的过程，实际上是决定染色的时间的过程。染料的扩散在纤维无定型区进行。扩散的动力是浓度差。染色过程实际上是不断吸附--扩散的过程，直到染色的平衡。实际生产上，不一定要达到平衡才结束。 第四阶段：染料在纤维中固着 一、染料与纤维有多种结合键的形式。一般，直接、酸性等染料在上染过程中与纤维以氢键、范德华力、离子键等键合；而活性染料，则需要在碱剂作用下，活性基与纤维素上羟基之间以共价键结合，染色过程才能完成。 二、染色曲线形象地，上染过程可用上染曲线来描述。在恒温条件下，以染浴中染料的上染百分率对染色时间所作的曲线，称为上染曲线，它是研究上染过程
聚合物电解质
聚合物电解质 聚合物锂电池在电池市场上占主导地位，但是你知道吗？聚合物锂电池电解质是有液体和固态之分的，下面就来了解一下吧。 （一）聚合物锂电池的液态电解质 电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大，它必须是化学稳定性能好尤其是在较高的电位下和较高温度环境中不易发生分解，具有较高的离子导电率，而且对阴阳极材料必须是惰性的，不能浸腐它们。由于锂离子电池充放电电位较高而且阳极材料嵌有化学活性较大的锂，所以电解质必须采用有机化合物而不能含有水。但有机离子导电率都不好，所以要在有机溶剂中加入可溶解的导电盐以提高离子导电率。目前锂离子电池主要是用液态电解质，其溶剂为无水有机物，多数采用混合溶剂。 常见的有机液体电解质一般是1molL锂盐/混合碳酸脂溶剂构成的体系。作为传递电荷与传质过程的介质，锂离子电池适用的电解液通常应满足以下几方面的要求： A.在较宽的温度范围内具有较高的电导率，最好达到（1~2）×10-3S/cm以上，锂离子迁移数尽可能高； B.液态温度范围（液程）宽，至少在-20~80℃范围内为液体； C.化学稳定性好，与电极活性物质（如正、负极材抖）、集流体、隔膜等基本上不发生反应 D.与电极材料的相容性好，能形成稳定、有效的钝化膜； E.电化学稳定性好，分解电压高，以减少电池的自放电和工作时电池内压的升高； F.闪点、燃点高，安全性好； G.环境友好性，分解产物对环境影响较小。 上述要求是实现锂离子电池低内阻、长寿命和高安全性的重要保证。锂盐、有机溶剂的选择和电解质溶液的优化决定着电池的循环效率、工作电压、操作温度和储存期限等是开发锂离子电池的关键技术之一。从某种意义上说，锂离子电池液体电解质对电池性能具有决定性的作用。 经过几十年的研究和实践，锂离子电池使用的电解液己基本成型，商品化的电解液一般选择LiPF6作为锂盐，溶剂多为碳酸乙烯脂（EC）与碳酸二甲脂（DMC）或者碳酸二乙酯（DEC）构成的混合溶剂。此外，还有少量基于特殊目的使用的电解液体系。这些电解液体系，支撑着锂离子电池的商品化以及今后的研究和发展。 （二）聚合物锂电池的固态电解质 用金属锂直接用作阳极材料具有很高的可逆容量，其理论容量高达 3862mAh.g1，是石墨材料的十几倍，价格也较低，被看作新一代锂离子电池最有吸引力的阳极材料，但会产生枝晶锂。采用固体电解质作为阳极材料成为可能。此外使用固体电解质可避免液态电解液漏夜的缺点，还可把电池作成更薄（厚度仅为0.1mm），能量密度更高，体积更小的高能电池。破坏性实验表明固态锂离子电池使用安全性能很高，经钉穿，加热，短路和过充等破坏性实验，液态电解
什么是聚电解质分析
聚电解质是带有可电离基团的长链高分子，这类高分子在极性溶剂中会发生电离，使高分子链上带上电荷。链上带正或负电荷的聚电解质分别叫做聚阳离子或聚阴离子。聚电解质分别具有电解质和高分子的一些性质。聚电解质溶液类似电解质溶液，可以导电，类似高分子溶液，有很大的粘度。作为软物质体系，聚电解质对很多分子组装体的结构、稳定性和相互作用具有重要影响。深入研究zeta电位对聚电解质滴定物的滴定曲线是非常有价值的。通过对聚电解质的分析，可以将聚电解质用作食品、化妆品、药物和涂料的增稠剂、分散剂、絮凝剂、乳化剂、悬浮稳定剂、胶粘剂，皮革和纺织品的整理剂，土壤改良剂，油井钻探用泥浆稳定剂，纸张增强剂，织物抗静电剂等。 这款来自Colloid Metrix公司的颗粒电位滴定仪可以对不同尺度的颗粒提供聚电解质，PH 和盐溶液的自动滴定，是一款自动化程度更高、使用更方便、性能更好的颗粒电位滴定及粒度分析仪。通过使用stabino II，可实现快速便捷的颗粒的电位滴定测试。它的采用流动电流电位法计算Zeta电位，并采用先进的180°动态光散射技术测量纳米粒度的大小，可以迅速得聚电解质下的Zeta电位和纳米粒度的变化图。它采用专门设计的由大规模集成电路工艺制造的大尺寸高灵敏度光电探测器阵列；采用高精度的数据传输与处理电路等一系列先进的技术和制造工艺，使该仪器具有准确可靠、测试速度快、重复性好、操作简便等突出特点。结构设计紧凑，包括内置
滴定装置、多功能传感器及高度人性化软件。直观而易于操作的软件及牢固的结构设计，使得仪器非常适用于科研及工厂的优化控制。 德国Colloid Metrix是一家颇有口碑的专业研发和制造表征胶体特征和生命科学研究的仪器公司。德国Colloid Metrix公司的Stabino为用户提供了全新的流动/Zeta电位和粒度的测量方法。另外，大昌洋行是一家专注于亚洲地区，在市场拓展服务领域处于很高地位的集团。作为德国Colloid Metrix公司的代理商，大昌洋行具有良好的市场声誉。大昌洋行能够专业提供分析仪器、设备及服务，是个不错的购买平台。
阳离子聚电解质聚二甲基二烯丙基氯化铵
阳离子聚电解质聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM) 阳离子聚电解质聚二甲基二烯丙基氯化铵的絮凝机理初探 田秉晖，栾兆坤，潘纲 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，北京100085 收稿日期：2006—03-23 修回日期：2007．04—09 录用日期：2007—08—10 摘要：以聚二甲基二烯丙基氯化铵PDADMAC(特性粘度分别为2．7，1．4，0．7)为絮凝剂，对比PAC和PFC。通过残余浊度、Zeta电位、FI絮凝指数的测定，研究了PDADMAC对高岭土悬浊体系(浊度分别为6000，1000，200和10 NTU)的絮凝特性，并对其絮凝作用机理进行了探讨．结果表明，PDADMAC的吸附构型决定其絮凝机理在较低初始悬浊物浓度下(200 NTU)为单个颗粒物表面吸附覆盖及其“吸附电中和”絮凝模型；在高浊条件下(>1000 NTU)为单颗粒表面(Monomer)部分吸附覆盖及其“吸附架桥”絮凝模型． 关键词：絮凝；阳离子聚电解质；聚二甲基二烯丙基氯化铵 文章编号：0253-2468(2007)11-1874-07 中图分类号：X131．2 文献标识码：A 1 引言(Introduction) 在水处理技术领域中，化学絮凝法具有操作简便、净化除浊效果好、投资运行费用低、适用性广等优点而得到广泛应用，成为众多处理工艺流程中不可缺少的前置单元操作技术．其中，阳离子型有机高分子絮凝剂具有：① 阳离子度高，分子量高，絮凝效能强，用量少，适用性广；② 可以根据需要引人不同官能基团(带电基团、亲水基团和疏水基团等)，可以任意设计阳离子度和分子量；③ 易于和其它无机混凝剂或助凝剂复合，制备多元高效复合絮凝剂等优点，已成为国内外高效絮凝剂及其理论研究的热点内容(Wandrey，1999；Matsumoto，2001；Zhao，2002；Pearse，2001)． 聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)是1种应用较广的阳离子型有机高分子絮凝剂(Bowman，1979； Zhao， 2002； Tian， 2005a；2005b)．但是，以往研究中，人们更热衷于对阳离子型有机高分子絮凝剂的开发及应用，而对其应用基础研究重视不够(Yoon，2004；Besra，2003；Pascal，2005；Chen，2005)．对阳离子型有机高分子絮凝剂的反应特性和独特的絮凝性能等，在一定程度上仍沿袭传统无机盐和PAM 的絮凝反应及其凝聚机理，缺乏独立的深入研究，致使阳离子型有机高分子絮凝剂及其复合型絮凝剂在其结构设计、合成方法、物理化学改性以及复合应用过程中缺乏严谨的理论支持，导致研制开发随意性大，直接影响了高效产品制备及其絮凝效能．近年来，针对阳离子型有机高分子絮凝剂高效性的絮凝机理研究已经引起了国际上广泛的关注(Besra，2004；Zhu，2001；Harris，2000；Nishida，2002)．现有研究表明，吸附和吸附构型是影响阳离子型有机高分子絮凝剂絮凝机理的主要因素．但是，相对于传统无机盐和PAM 的絮凝反应，其基础应用理论仍有待于全面而系统地研究(Besra，2004；Zhu，2001；Harris，2000；Nishida，2002)． 本研究中，以PDADMAC(特性粘度分别为2．7，1．4，0．7)为絮凝剂，对比PAC和PFC，通过残余浊度，Zeta 电位，FI絮凝指数的测定，探讨了PDADMAC对高岭土悬浊体系(浊度分别为6000，1000，200和10 NTU)的絮凝特性，并对PDADMAC的絮凝作用机理进行了初探．
活性染料
关于活性染料的探讨 摘要：活性染料是一类很有发展前途的重要染料，在各种纤维染色中越来越为人们所关注。本文主要从活性染料的概念，分类，染色原理以及活性燃料的发展现状和应用前景几个方面来阐述的。 关键词：活性染料、活性基、反应机理、水溶性基团、亲和力、应用前景 正文：从1956年活性染料问世以来，经过50多年来的努力，活性染料已取得巨大进展，商品品种不断推陈出新，染料的各项性能不断改善。随着新工艺、新设备的发展，活性染料已经成为最重要的染料类别之一，在纺织印染所消耗的各类染料中所占比例迅速提高，遍及织织工业中的棉纺、毛纺、丝绸、针织、巾被、制带等各个部门，日益显示其在染料工业和印染工业中的独特地位。特别是随着环保意识的提高，活性染料成为各国大公司关注和竞相发展的一类染料。 活性染料又称反应性染料，是20世纪50年代出现的一类新型的水溶性染料，活性染料分子中含有能与纤维素中的羟基和蛋白质纤维中的氨基发生反应的活性基团，染色时与纤维生成共价键，生成“染色——纤维”化合物。 活性染料分子包括母体及活性基团两个主要部分，活性基团通过某些连接基与燃料母体相联，不同的活性基团通过与纤维中的-OH进行反应，而燃料母体则是燃料的发色部分，所以对活性材料可以根据其母体或活性基团进行分类。 按母体染料一般可分为偶氮型、蒽醌型、酞箐型等。其中偶氮燃
料色谱齐全，品种最多。根据活性基团的不同进行分类，可以分为均三嗪型和乙烯砜型为主，其中均三嗪型几乎占了燃料的一半左右。 活性染料染色反应类型与反应机理 活性染料与纤维素的反应分为亲核取代反应和亲核加成反应。 亲核取代反应 下面表示纤维素和羊毛的活性染料亲核取代反应以及该类活性染料 的平行水解反应。活性染料与纤维素的亲核取代反应: 亲核加成反应 β2羟乙基砜硫酸酯染料与纤维素的加成反应应通过双键 阶段;β2磺乙基磺酰胺染料通过闭环2再开环加成: Dye—SO2 CH2 CH2 OSO3 Na + NaOH Dye—SO2 CH =CH2 +Na2 SO4 +H2O Dye—SO2 CH = CH2 +Na2 SO4 + Cell - OH Dye—SO2CH2CH2O - Cell Dye—SO2 CH = CH2 +Na2 SO4 +W - NH2orDye—SO2CH2CH2—NH-W 染色过程活性燃料平行发生水解： Dye-SO2CH=CH2 + H2O→Dye-SO2CH2CH2OH