有机溶剂回收设备(有机溶剂回收的常用方法)

要点解读水凝胶由交联的有机聚合物组成,可以膨胀以容纳高达 90% 的水,使其可用作吸收剂和组织工程。由多金属氧酸盐钙离子和油胺合成无机纳米线,发现这些纳米线很容易形成三维网络。当暴露于一系列挥发性有机化合物时,网络会膨胀,这些挥发性有机化合物的添加比例甚至低于1%以形成有机凝胶。凝胶对物理挤压是稳定的,没有大量的液体损失。然而,液体可以通过蒸馏和离心回收纳米线可以重复使用,使有机溶剂的捕获和回收成为可能。

挥发性有机分子之间的分子间作用力通常比水弱,使其更难吸收。我们通过简单的室温反应制备了碱土阳离子桥接的多金属氧酸盐纳米团簇亚纳米纳米线。纳米线可以形成三维网络,有效捕获10多种挥发性有机液体,纳米线的质量分数低至0.53%。获得了一系列独立的、有弹性的、稳定的有机凝胶。我们制备了以千克为单位封装有机液体的凝胶。通过蒸馏和离心去除凝胶中的溶剂,纳米线可以循环使用10次以上。该方法可应用于有机液体的有效捕集和回收。

有机溶剂回收设备(有机溶剂回收的常用方法)

图文简介

通过在水分子和凝胶剂(如聚合物链和/或无机纳米结构)之间形成氢键网络,可以很容易地制备水基水凝胶。与氢键相比,挥发性有机分子之间的分子间作用力通常较弱,阻碍了挥发性有机液体的半固化和功能性有机凝胶材料的开发。亚纳米纳米线可以形成类似于聚合物的三维 (3D) 网络和凝胶。我们通过简单的室温反应制备了碱土金属阳离子桥接多金属氧酸盐纳米簇 (AE-POM) 亚纳米纳米线。

有机溶剂回收设备(有机溶剂回收的常用方法)

Ca-POM 纳米线的形态。

( AB ) 纳米线的 TEM 图像。( C ) 纳米线的典型 AFM 形貌图像和 ( D ) 沿虚线的线轮廓。( E ) 纳米线的 AC-HAADF-STEM 图像。( F ) STEM 图像和 ( G ) 对应的盘绕纳米线的 EDS 元素映射图像。( H ) PTA 和纳米线的 MALDI-TOF-MS 结果。()纳米线结构的几何优化。红色、蓝色、橙色和黄色球分别表示 O、W、P 和 Ca。( J )纳米线的结构图。紫色球表示 Ca 2+,红色模型表示 PW12O40 3–纳米团簇,黄色和蓝色链分别代表油胺和质子化油胺。

首先,我们制备了钙-POM (Ca-POM) 纳米线。我们通过透射电子显微镜 (TEM)、原子分辨率像差校正 TEM (AC-TEM)、原子力显微镜 (AFM) 和小角 X 射线衍射 (SXRD) 研究了 Ca-POM 纳米线的形态。纳米线分散在辛烷中,长度为几微米,弯曲并相互缠绕。

我们通过相同的方法制备了锶-POM(Sr-POM)纳米线(图S10),其结构与Ca-POM纳米线相似。我们还尝试了许多其他金属阳离子和 POM然而,当Ca 2+ /Sr 2+或 PTA 被替换时,没有获得纳米线。反离子和 POM 阴离子的浓度、溶剂和性质会影响反离子和 POM 阴离子的配位模式及其集体状态。

纳米线的形成不仅需要抗衡离子和 POM 阴离子的一维配位模式,还需要反应体系中纳米线构件的成核及其连接成稳定的纳米线结构。这项工作中使用的混合溶剂和表面活性剂也会影响它们的配位模式和组装行为。因此,在该实验条件下,并非所有金属反离子和 POM 阴离子都可以制备成纳米线。

有机溶剂回收设备(有机溶剂回收的常用方法)

Ca-POM 纳米线 – 有机液体凝胶。

( A ) 纳米线-辛烷凝胶的照片。(插图)凝胶的廷德尔效应。( B ) TEM 图像和 ( CD ) 纳米线网络的 STEM 图像。( E ) 纳米线-有机液体凝胶的照片:(i) 环己烷,(ii) 己烷,(iii) 甲苯,(iv) 2,5-dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy) 己烷,(v) ) 汽油、(vi) 正丙醚、(vii) 1-十二硫醇和 (viii) 十八碳烯。( F ) 在液氮中冷冻并随后解冻的纳米线辛烷凝胶的照片。将凝胶密封在管中,然后置于液氮中。( G ) 直径约 26 厘米、厚度约 1.5 厘米的纳米线辛烷凝胶。( H) 使用纳米线进行溢油回收过程的照片。纳米线-汽油凝胶的直径约为 15 厘米,厚度约为 2 厘米。比例尺,(A)、(E) 和 (F) 1 厘米;(G) 5 厘米。

纳米线在连接处相互交叉并在凝胶中形成 3D 网络。交织的纳米线和平行的纳米线形成了具有许多空腔的结构,可以锁定有机液体。此外,通过蒸馏去除凝胶中的溶剂和离心,凝胶中的纳米线可以回收超过 10 次以制备凝胶,经测试,从凝胶中回收的有机液体的纯度高于 99.5%。

有机溶剂回收设备(有机溶剂回收的常用方法)

纳米线-辛烷凝胶的力学行为。

)凝胶的照片,压缩。( B ) 被拉伸的凝胶薄片的照片。( C ) 折叠的凝胶薄片的照片。( D ) 拉伸凝胶薄片的 SAXS 2D 图案。拉伸方向显示在右下角。( E ) 应变幅度为 1% 的频率扫描模式下凝胶的流变学研究。( FG ) 凝胶的典型 (F) 拉伸应力-应变曲线和 (G) 压缩应力-应变曲线。(E) 至 (G) 中颜色键中的元素符号和数字表示纳米线的类型及其在凝胶中的质量百分比。例如,Ca 10.2% 表示具有 10.2% 纳米线的 Ca-POM 纳米线-辛烷凝胶。

凝胶具有弹性和柔韧性。它可以在被压缩后迅速恢复到原来的形状,当凝胶中的 Ca-POM 纳米线达到约 60% 时,凝胶会反弹。当凝胶的大小大大增加时,其弹性得以保持。小角 X 射线散射(SAXS)结果(图 3D)所示,当凝胶薄片被拉伸时,SAXS 2D 图案是各向异性的,表明凝胶中的纳米线在张力下有一定程度的取向。

有机溶剂回收设备(有机溶剂回收的常用方法)

图 4。基于 Ca-POM 纳米线的凝胶的 MD 模拟。

( A ) 纳米线-辛烷凝胶示意图。小蓝色模型表示辛烷值,大蓝红色模型表示纳米线。( B ) 纳米线之间的相互作用能。( C ) 辛烷值与纳米线主要部分的相互作用能。( D ) 一些纯有机液体的运行扩散常数和这些被困在纳米线网络中的液体。

我们使用 MD 模拟来研究基于 Ca-POM 纳米线的凝胶。首先,将九根纳米线和 24,850 个辛烷分子放入一个尺寸为 20 x 20 x 20 nm 的封闭系统中。在运行 MD 模拟后,纳米线形成由势能降低驱动的网络(图 4A)。除了范德华力之外,纳米线之间也存在静电力(图 4B ),纳米线与辛烷、己烷、环己烷和十八碳烯之间的相互作用强,而纳米线与氯仿之间的相互作用较弱,因此纳米线分散在氯仿中不能形成独立凝胶,只有凝胶在得到管子。如图4C所示,辛烷与纳米线的所有主要部分相互作用,辛烷与油胺之间的相互作用最强。如图4D所示,辛烷、己烷、环己烷和十八碳烯在纯态下的扩散常数均高于它们在凝胶中的扩散常数,表明有机液体的扩散受到纳米线的限制。因此,凝胶的良好机械性能不仅来自纳米线的纠缠和由静电力和范德华力促成的纳米线之间的多级相互作用,还来自纳米线和有机液体之间的强相互作用。

我们开发了一种简便的 AE-POM 纳米线室温合成方法。这些纳米线可以通过分散体中的物理交联形成 3D 网络。通过简单的搅拌和静置,就可以锁定汽油、辛烷等10多种有机液体,在不添加任何添加剂的情况下,得到独立的、有弹性的有机凝胶。在这种方法的基础上,我们轻松实现了纳米线的规模化批量生产,并且可以捕获公斤级有机液体。凝胶中的纳米线可以通过蒸馏和离心回收 10 次以上。并且基于纳米线的有机凝胶即使在液氮温度下也是稳定的。这些材料能够实现有机液体的半固化和溢出回收。

有机溶剂回收设备(有机溶剂回收的常用方法)

论文信息

论文题目:Locking volatile organic molecules by subnanometer inorganic nanowire-based organogels

通讯作者:王训

通讯单位:清华大学


小编有话说:本公众号推送内容仅作高分子能源领域科研人员学术交流使用,不用作任何商业活动

创业项目群,学习操作 18个小项目,添加 微信:niuben22  备注:小项目

本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 sumchina520@foxmail.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
如若转载,请注明出处:https://www.envir-info.cn/6191.html