木質素磺酸鹽在固體平板上的靜電吸附研究

《木質素磺酸鹽在固體平板上的靜電吸附研究》是依託華南理工大學，由鄧永紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：木質素磺酸鹽在固體平板上的靜電吸附研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄧永紅
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

木質素磺酸鹽對固體顆粒的吸附特徵決定了它在高分子分散劑領域的套用前途，如何從分子水平理解其吸附特徵一直是國內外的研究熱點和難點。一方面木質素磺酸鹽結構複雜，容易團聚，現有的小分子和聚合物吸附模式對它不適用；另一方面被分散的固體顆粒千姿百態，其吸附膜特徵難以表征。本研究首次借用靜電逐層自組裝技術，將木質素磺酸鹽與聚陽離子在固體平板上逐層吸附得到多層膜，利用現代先進儀器研究木質素磺酸鹽的吸附特徵，包括吸附驅動力、吸附過程、膜厚、表面粗糙度、表面形貌、親疏水性能等。靜電逐層自組裝多層膜基本上能反映木質素磺酸鹽單層膜的吸附規律，從而從分子水平理解木質素磺酸鹽在固體顆粒上的吸附特徵。確定木質素磺酸鹽的磺化度、分子量和親水親油基比例對微結構及其吸附特徵的影響關係，揭示這類多分散多結構聚合物在固體基質上的吸附新機理。相關研究結果將為木質素分散劑的高效改性提供理論依據，從而推動木質素資源化高效利用的進程。

結題摘要

木質素磺酸鹽對固體顆粒的吸附特徵決定了它在高分子分散劑領域的套用前途, 但其吸附膜特徵難以表征。本項目首次借用靜電逐層自組裝技術，將木質素磺酸納（木鈉，SL）與聚陽離子（聚二烯丙基二甲基氯化銨，PDAC）在固體平板（石英玻片）上逐層吸附得到多層膜。分別研究了木鈉溶液條件（pH值、離子強度、濃度、溫度）和木鈉分子結構（分子量和磺化度）對其吸附特徵的影響。主要結論如下。在所研究的pH範圍內，pH值越低，木鈉溶液中的聚合物鏈上的電荷數越少，木鈉分子在溶液中越捲曲，越有利於生成吸光度高的自組裝膜，吸附速率越慢，而得到的自組裝膜的表面粗糙度越大。並且木鈉的脫附也會受到吸附時浸漬液和脫附時浸漬水溶液的pH值影響。在所研究的離子強度範圍內，隨離子強度增加，自組裝膜中SL的吸附量增大，達到吸附平衡所需的時間加長，吸附速率減慢，自組裝膜表面粗糙度增加。這些現象是由於無機鹽在SL溶液中引起的離子禁止效應所致。隨著離子強度增加，SL大分子內的靜電排斥力減弱，SL分子構型的捲曲程度增大。木鈉溶液溫度升高，木鈉的吸附增加，自組裝膜表面形貌顆粒狀突起越多。通過研究木鈉溶液的溶液行為發現，木鈉溶液的溫度升高促使木鈉的粒徑和分子量均增加，木鈉溶液升高溫度促使木鈉分子在水溶液中發生聚集。研究了木鈉分子結構(分子量和磺化度)對其吸附性能的影響。其中木鈉的分子量比木鈉的磺化度對木鈉的吸附影響更大。高分子量的木鈉吸附量大，吸附速度慢，自組裝膜表面粗糙且表面自由能較小。在實驗條件下，木鈉磺化度的大小對木鈉的吸附量沒有影響，但是會影響木鈉吸附膜的表面潤濕性能，磺化度越大，木鈉吸附膜越親水.