【摘要】：聚天冬氨酸(PASP)是備受關(guān)注的綠色環(huán)保型可生物降解的高分子材料,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、水處理等各個(gè)領(lǐng)域。本論文用順酐和氨水作為原料,分三步合成PASP,對(duì)比研究了固相聚合和液相聚合的工藝過程,并分別對(duì)其工藝條件進(jìn)行了系統(tǒng)探討。制備并表征了一系列中間體聚琥珀酰亞胺(PSI)和最終產(chǎn)物PASP,紅外表征分析結(jié)果證明了PASP的成功合成。通過凝膠色譜法和烏氏粘度法對(duì)其相對(duì)分子量進(jìn)行了測(cè)試,并對(duì)產(chǎn)物的產(chǎn)率進(jìn)行了考察。為了得到最佳工藝條件,對(duì)溫度、時(shí)間、催化劑、溶劑等做了一系列單因素研究實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:催化劑對(duì)分子量的提高有很大作用,針對(duì)液相聚合的特點(diǎn),使用了一種固體酸催化劑,在最佳工藝條件下合成出的PASP分子量突破10000,且分子量的分布集中。固相聚合使用多次聚合的方式代替了磷酸催化劑的使用,一定程度上提高了PASP分子量,但分子量分布較分散。兩種聚合方式所得PASP產(chǎn)率都較高,都能達(dá)到95%以上。合成染料的危害巨大,因而對(duì)染料廢水的凈化處理技術(shù)的研究具有重大的意義。其中,吸附法以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為染料廢水處理的重要手段。而PASP分子中含有羧基、酰胺鍵等活性基團(tuán),具有良好的親水性和較高的化學(xué)活性。這使得PASP對(duì)染料具有較好的脫色效果,可作為處理染料廢水的材料,但良好的水溶性又使其分離回收困難,容易流失,很難在水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此,需要開發(fā)出新的復(fù)合材料,擴(kuò)展PASP在這方面的應(yīng)用。本論文將PASP作為骨架,在引發(fā)劑過硫酸銨和交聯(lián)劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺的作用下,與丙烯酰胺、蒙脫土(MMT)等制備出PASP/MMT復(fù)合水凝膠。通過FTIR和XRD表征技術(shù)證明了PASP/MMT復(fù)合水凝膠的成功制備,并對(duì)其溶脹性能和吸附性能進(jìn)行了系統(tǒng)探討。重點(diǎn)研究了復(fù)合水凝膠對(duì)亞甲藍(lán)染料的吸附條件和吸附過程,對(duì)pH、溫度、初始濃度、MMT用量等一系列條件進(jìn)行了單因素變量研究,以求得到最佳的吸附條件。同時(shí),對(duì)吸附過程的吸附等溫線、吸附動(dòng)力學(xué)和吸附熱力學(xué)進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:該復(fù)合材料對(duì)亞甲基藍(lán)有較好的吸附效果,最優(yōu)條件下的去除率可達(dá)到99%以上。該水凝膠的吸附行為屬于Langmuir型單分子層吸附,動(dòng)力學(xué)行為符合二級(jí)模型,吸附過程屬于放熱反應(yīng),降低溫度有利于吸附的進(jìn)行。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU526
【圖文】：

a b c圖 1-1 PASP 的分子構(gòu)型：（a）α型、（b）β型和（c）混合型Figure 1-1. Molecular configuration of PASP: (a)α type, (b)β type and (c) mixed type由聚天冬氨酸的結(jié)構(gòu)式可知，PASP 是一種聚氨基酸并屬于多肽類別，具有肽鍵（-CO-NH-）和羧基（-COOH）等活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)使得聚天冬氨酸具有良好的水溶性、親水性和化學(xué)活性，而且在螯合、分散和吸附反應(yīng)中起著重要的作用[31-34]。同時(shí)，聚天冬氨酸還具有很好的生物相容性和生物降解性，可被綠色合成，再加上其衍生物可替代各個(gè)領(lǐng)域中眾多對(duì)環(huán)境有危害的傳統(tǒng)化學(xué)品，并能達(dá)到良好的效果。這使得人們?cè)谶@工業(yè)快速發(fā)展的時(shí)代愈發(fā)青睞和關(guān)注聚天冬氨酸及其衍生物的相關(guān)研究，并開始廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域[31, 35]。1.2.2 聚天冬氨酸的研究現(xiàn)狀聚天冬氨酸最大的特點(diǎn)是綠色無毒、可生物降解，憑借其良好的生物相容性和化學(xué)活性，被人們譽(yù)為“綠色”產(chǎn)品。伴隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，生物高分子

向反應(yīng)液中加入無水乙醇進(jìn)行沉析，然后通過砂芯濾結(jié)束后用乙醇進(jìn)行洗滌，最后在 70～80 ℃溫度下干燥合：稱取 20 g 銨鹽平鋪在瓷舟中，以噴淋的方式加入一然后在烘箱或馬弗爐中進(jìn)行聚合反應(yīng)，聚合溫度為 1804h，反應(yīng)結(jié)束后取出，用研缽進(jìn)行研磨，得到所需中間生成 PASP：的 PSI 固體粉末于錐形瓶中，加入一定量蒸餾水后進(jìn)行aOH 溶液調(diào)節(jié) pH 至 9～10，在 40℃溫度下水解反應(yīng)的鹽酸調(diào)節(jié)至中性。之后加入無水乙醇萃取分層，取下層溫度下干燥后研磨，得到最終產(chǎn)物 PASP 固體粉末。設(shè)備固相聚合反應(yīng)過程中，所使用的反應(yīng)設(shè)備為烘箱和馬弗使用的反應(yīng)設(shè)備為三口燒瓶和液相反應(yīng)釜。其中，液相度很高，其示意圖如圖 2-2 所示。

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文物分子量的測(cè)定氨酸的相對(duì)分子量是最為重要的指標(biāo)之一，相對(duì)分子量的域也不一樣。一般，低分子量（3000～5000）的聚天冬氨肥料增效劑。而高分子量的聚天冬氨酸產(chǎn)品可用于降粘和備。 粘均分子量的測(cè)定式粘度法[86]用烏式粘度法測(cè)定產(chǎn)物 PASP 的粘均分子量，粘度法所用并有較好的精確度，是測(cè)量高聚物分子量的常用方法之一溶劑條件下，測(cè)出物質(zhì)的特性粘數(shù)，然后利用高分子的相關(guān)系計(jì)算出物質(zhì)的粘均分子量。所用的儀器為烏氏粘度計(jì) 所示。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 沈潔;王啟聞;高東若;呂媛媛;湯谷平;;基于聚天冬氨酸骨架的藥物/基因共運(yùn)輸載體的制備及細(xì)胞生物學(xué)特性[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版);2019年06期

2 ;全球聚天冬氨酸酯涂料市場(chǎng)有多大?[J];涂層與防護(hù);2019年04期

3 ;全球聚天冬氨酸酯涂料市場(chǎng)有多大?[J];環(huán)球聚氨酯;2019年05期

4 房曉權(quán);;聚天冬氨酸鋅在大顆粒尿素項(xiàng)目中的應(yīng)用[J];化工設(shè)計(jì)通訊;2017年04期

5 郭俊華;;聚天冬氨酸鈉鹽在多功能清洗劑中的應(yīng)用[J];清洗世界;2017年09期

6 何金文;黃順禮;卿寧;;聚天冬氨酸酯聚脲的研究現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年S2期

7 田海燕;;聚天冬氨酸合成條件對(duì)分子量的影響[J];科學(xué)家;2016年18期

8 張廣良;;巧棵力顆粒水溶肥[J];農(nóng)業(yè)知識(shí);2017年22期

9 孫鶯;吳若峰;;聚天冬氨酸衍生物的研究進(jìn)展及其在藥物控釋和組織工程領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];化工科技;2011年02期

10 劉京萍;葛興;李金;李京霞;羅茜;李云樂;;聚天冬氨酸錳(Ⅱ)對(duì)模擬鹽堿條件下油菜抗氧化酶活性和葉綠素含量的影響[J];北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王遠(yuǎn);張娟濤;張軍平;孫曉玉;;聚天冬氨酸-絲氨酸接枝共聚物阻垢性能[A];第十九屆全國(guó)緩蝕劑學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2016年

2 董文魁;崔科;;聚天冬氨酸的研究[A];甘肅省化學(xué)會(huì)第二十四屆年會(huì)論文集[C];2005年

3 王遠(yuǎn);張娟濤;張軍平;孫曉玉;;聚天冬氨酸-絲氨酸接枝聚合物的合成與研究[A];第十九屆全國(guó)緩蝕劑學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2016年

4 王麗娜;許英;崔元臣;;聚天冬氨酸接枝共聚物的合成及其分散阻垢性能研究[A];河南省化學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2010年

5 趙建玲;王曉慧;桂治輪;李龍土;;聚天冬氨酸在鈦酸鋇水系漿料分散中的應(yīng)用研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

6 劉艷飛;李紹全;朱傳俊;李琳;白瑩;邵宏謙;;綠色(環(huán)保型)水處理劑聚天冬氨酸(鹽)產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)價(jià)[A];中國(guó)精細(xì)化工協(xié)會(huì)第二屆水處理化學(xué)品行業(yè)年會(huì)論文集[C];2006年

7 張苯;趙琳琳;許英;;聚天冬氨酸/5-氨基乳清酸的制備及其阻垢緩蝕性能研究[A];河南省化學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2012年

8 劉英華;谷寧;李春梅;;電化學(xué)法研究聚天冬氨酸在自來水中的緩蝕作用[A];第十三次全國(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（下集）[C];2005年

9 馮燁;趙承森;曹爍暉;蔡淑惠;孫惠軍;陳忠;;聚苯胺、聚天冬氨酸對(duì)對(duì)苯二酚、鄰苯二酚電催化氧化的影響研究[A];2018第二十屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2018年

10 王永麗;黃少斌;王旭東;;聚天冬氨酸的阻垢機(jī)理[A];中國(guó)精細(xì)化工協(xié)會(huì)第一屆水處理化學(xué)品行業(yè)年會(huì)論文集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 徐紅;“別讓無序競(jìng)爭(zhēng)毀了高科技產(chǎn)品”[N];中國(guó)化工報(bào);2010年

2 徐紅;聚天冬氨酸大規(guī)模推廣時(shí)機(jī)來臨[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

3 袁文芝;聚天冬氨酸應(yīng)用獲奇效[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

4 石家莊開發(fā)區(qū)德賽化工有限公司高級(jí)工程師 葛海清;植物營(yíng)養(yǎng)吸收促進(jìn)劑——聚天冬氨酸[N];河北科技報(bào);2008年

5 董雪玲;綠色水處理劑聚焦聚天冬氨酸[N];中國(guó)化工報(bào);2001年

6 本報(bào)記者 王軍;肥企熱議肥料增效劑[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2010年

7 記者 翟艷萍;天潤(rùn)化工一項(xiàng)目通過環(huán)保技術(shù)評(píng)審[N];蚌埠日?qǐng)?bào);2008年

8 崔寧;鑒別真假多肽類化肥有好法[N];河北農(nóng)民報(bào);2009年

9 中化化肥高級(jí)顧問、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授 王興仁;腐殖酸的作用及合理選用[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2011年

10 本報(bào)記者 王云立;多肽增效尿素推廣時(shí)機(jī)成熟[N];中國(guó)化工報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 陳騰殊;殼聚糖改性聚天冬氨酸聚合物的制備及其阻垢緩蝕機(jī)理研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

2 霍宇凝;環(huán)保型水處理劑聚天冬氨酸及其復(fù)配物的研制與阻垢緩蝕性能的研究[D];華東理工大學(xué);2001年

3 冷一欣;聚天冬氨酸的合成與應(yīng)用研究[D];南京工業(yè)大學(xué);2005年

4 孫波;聚天（門）冬氨酸材料的設(shè)計(jì)、合成與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];天津大學(xué);2006年

5 楚延鋒;新型聚乙二醇—聚天冬氨酸衍生物藥物載體的合成及醫(yī)用高分子HPLC的表征[D];武漢大學(xué);2014年

6 魏軍;聚天冬氨酸水凝膠的合成及其應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2016年

7 高玉華;聚天冬氨酸衍生物的合成及其性能研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2010年

8 湯谷平;生物醫(yī)用高聚物-聚天冬酰胺及其衍生物的合成、表征及鍵合藥物研究[D];浙江大學(xué);2001年

9 孫朝陽;基于超分子環(huán)糊精的共聚物合成及其包絡(luò)吸附性能研究[D];華東理工大學(xué);2011年

10 盧靜瓊;可生物降解聚天冬氨酸互穿網(wǎng)絡(luò)吸水性樹脂的合成與性能研究[D];太原理工大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 柴春曉;聚天冬氨酸衍生物的合成及緩蝕性能研究[D];河南大學(xué);2019年

2 萬敏;聚天冬氨酸及其水凝膠材料的合成和性能研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2019年

3 劉安琪;可生物降解聚合物的功能化研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2015年

4 田雪;聚天冬氨酸緩解鎘對(duì)魚毒性的機(jī)制研究[D];北京化工大學(xué);2018年

5 劉碩;聚天冬氨酸水凝膠的分子模擬與性能預(yù)測(cè)[D];北京化工大學(xué);2018年

6 王U

本文編號(hào)：2787764