热响应水凝胶复合抑制剂的制备与性能优化

《Journal of Applied Polymer Science》：Preparation and Performance Optimization of a Thermo-Responsive Hydrogel Composite Inhibitor

温敏水凝胶负载纳米氧化锌协同抑制煤结焦，通过原位聚合构建多孔结构，实现物理屏障、化学抑制和纳米催化三重增效，使煤样热分解特征温度提升20.69℃。

　　

摘要

为了解决现有抑制剂作用时间短和活性低的问题，本研究将一种热响应性水凝胶（MC/PEG）与复合抑制剂结合在一起。甲基纤维素（MC）和聚乙二醇（PEG）被用作制备热响应性水凝胶的基础材料。通过原位聚合将DL-苹果酸（DL-MA）和改性纳米氧化锌（n-ZnO）引入MC/PEG水凝胶网络中实现了这一目标。通过单因素实验和响应面法（RSM）对水凝胶和复合抑制剂配方进行了优化。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）分析表明，MC和PEG主要通过氢键交联，而改性n-ZnO也是通过类似的氢键整合到水凝胶网络中的。该复合材料表现出更高的结构无序性和更强的反应性。扫描电子显微镜（SEM）观察发现其具有高度多孔和褶皱的微观结构，这为其抑制作用提供了较大的比表面积。热重分析（TGA）结果显示，该复合抑制剂表现出优异的抑制性能，使煤样? 燃烧特性温度平均提高了20.69°C。这归因于其物理屏障效应、化学抑制效应和纳米材料效应的有效结合，从而克服了单一抑制剂的局限性。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。