高氨基密度纖維素基固態(tài)胺吸附劑的制備及其性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-30 08:38
以微晶纖維素(MCC)為基體,分別以3種結(jié)構(gòu)不同的胺(小分子四乙烯五胺(TEPA)、支化聚乙烯亞胺(BPEI)、端氨基超支化聚胺(HBP-NH2))為功能試劑,采用環(huán)氧氯丙烷(ECH)"一步快速交聯(lián)"的方法,制備了3種結(jié)構(gòu)不同的高氨基密度纖維素基固態(tài)胺吸附劑,表征了3種吸附劑的結(jié)構(gòu)以及對(duì)Cr(VI)的吸附性能和吸附機(jī)理。結(jié)果表明,通過(guò)對(duì)胺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化,在材料中引入超支化結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對(duì)Cr(VI)的快速高效去除,高氨基密度不僅保障了高濃度Cr(VI)(100 mg/L)的高去除率(99%以上),更是實(shí)現(xiàn)了低濃度Cr(VI)(1 mg/L)的完全去除,吸附后水體中的Cr(VI)殘留濃度達(dá)到我國(guó)GB 5749-2006 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)Cr(VI)濃度的要求。3種吸附劑具有良好的再生性能,循環(huán)再生6次后,其對(duì)Cr(VI)的去除率仍然保持在98%以上。
【文章來(lái)源】:中國(guó)造紙. 2020,39(08)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
HBP-NH2合成路線(xiàn)圖
纖維素基固態(tài)胺吸附劑的制備示意圖
圖5為MCC/TEPAA、MCC/BPEIA、MCC/HBPA的XPS圖。由圖5(a)可知,在MCC上引入了氨基之后,3種吸附劑表面存在的元素為C、N和O。通過(guò)N 1s圖譜(圖5(b)~圖5(d))分析可知,在400.50~400.80 eV、398.80~398.90 eV和398.12~398.15 eV處的峰分別歸屬于、C—N、C—N—C[3,18]。此外,在MCC/HBPA的N 1s XPS圖譜中,在401.30 eV處出現(xiàn)了新的分峰,這是由于端氨基超支化聚胺合成形成了酰胺鍵。結(jié)合3種吸附劑的元素分析和XPS分析結(jié)果(見(jiàn)表1)可知,MCC/TEPAA、MCC/BPEIA、MCC/HBPA的氮含量分別為14.20%、14.31%、14.88%;吸附劑的氨基密度(ρ)由公式(m為元素分析中樣品質(zhì)量,g;M為相對(duì)原子質(zhì)量,mol/g;W為元素分析中元素的質(zhì)量比,%)計(jì)算,可得3種吸附劑的氨基密度分別為10.12、10.22、10.63 mmol/g,說(shuō)明3種吸附劑均具有較高的氨基密度,且含有豐富的有效吸附基團(tuán)圖4 HBP-NH2的13C NMR圖及MCC、MCC/TEPAA、MCC/BPEIA、MCC/HBPA的FT-IR圖和TG圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Review of Cellulose Nanocrystal-based Fluorophore Materials and Their Application in Metal Ion Detection[J]. Ya Wang,Alain Dufresne,Peter R.Chang,XiaoZhou Ma,Jin Huang. Paper and Biomaterials. 2018(04)
[2]纖維素基吸附材料的研究進(jìn)展[J]. 徐永建,賈向娟,錢(qián)鑫,岳小鵬. 中國(guó)造紙學(xué)報(bào). 2016(03)
本文編號(hào):3008606
【文章來(lái)源】:中國(guó)造紙. 2020,39(08)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
HBP-NH2合成路線(xiàn)圖
纖維素基固態(tài)胺吸附劑的制備示意圖
圖5為MCC/TEPAA、MCC/BPEIA、MCC/HBPA的XPS圖。由圖5(a)可知,在MCC上引入了氨基之后,3種吸附劑表面存在的元素為C、N和O。通過(guò)N 1s圖譜(圖5(b)~圖5(d))分析可知,在400.50~400.80 eV、398.80~398.90 eV和398.12~398.15 eV處的峰分別歸屬于、C—N、C—N—C[3,18]。此外,在MCC/HBPA的N 1s XPS圖譜中,在401.30 eV處出現(xiàn)了新的分峰,這是由于端氨基超支化聚胺合成形成了酰胺鍵。結(jié)合3種吸附劑的元素分析和XPS分析結(jié)果(見(jiàn)表1)可知,MCC/TEPAA、MCC/BPEIA、MCC/HBPA的氮含量分別為14.20%、14.31%、14.88%;吸附劑的氨基密度(ρ)由公式(m為元素分析中樣品質(zhì)量,g;M為相對(duì)原子質(zhì)量,mol/g;W為元素分析中元素的質(zhì)量比,%)計(jì)算,可得3種吸附劑的氨基密度分別為10.12、10.22、10.63 mmol/g,說(shuō)明3種吸附劑均具有較高的氨基密度,且含有豐富的有效吸附基團(tuán)圖4 HBP-NH2的13C NMR圖及MCC、MCC/TEPAA、MCC/BPEIA、MCC/HBPA的FT-IR圖和TG圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Review of Cellulose Nanocrystal-based Fluorophore Materials and Their Application in Metal Ion Detection[J]. Ya Wang,Alain Dufresne,Peter R.Chang,XiaoZhou Ma,Jin Huang. Paper and Biomaterials. 2018(04)
[2]纖維素基吸附材料的研究進(jìn)展[J]. 徐永建,賈向娟,錢(qián)鑫,岳小鵬. 中國(guó)造紙學(xué)報(bào). 2016(03)
本文編號(hào):3008606
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