稀土金屬元素作為一種重要的戰(zhàn)略資源,在現(xiàn)代高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用日益增加,致使全球需求不斷增長(zhǎng);另一方面,稀土金屬離子在自然界中的累積會(huì)降低土地肥力、影響植物生長(zhǎng)發(fā)育,對(duì)動(dòng)物及人的骨骼、神經(jīng)造成不可逆轉(zhuǎn)的毒害作用。因此,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)針對(duì)稀土金屬離子分離、回收的新技術(shù)顯得尤為重要。論文以N-異丙基丙烯酰胺、順丁烯二酸為聚合單體,添加氧化石墨烯,分別通過(guò)冷凍聚合法和非冷凍聚合法制備得到溫敏性水凝膠。探究了制備方法、單體配比及氧化石墨烯含量對(duì)水凝膠形貌與內(nèi)部結(jié)構(gòu)、溶脹/退溶脹性能、體積相轉(zhuǎn)變溫度、機(jī)械性能的影響。冷凍聚合法水凝膠內(nèi)部孔徑具有明顯的大小孔層次結(jié)構(gòu),非冷凍聚合法水凝膠內(nèi)部孔徑較小;非冷凍聚合法平衡溶脹比更高,但冷凍聚合法水凝膠有更快的溶脹速率,約為非冷凍聚合法水凝膠的10倍,二者退溶脹速率差別則不大;冷凍聚合法水凝膠具有更優(yōu)異的機(jī)械性能,且水凝膠中氧化石墨烯含量越高,水凝膠的機(jī)械性能越好。對(duì)于氧化石墨烯含量為1.01 mg/g的冷凍聚合水凝膠,其壓縮彈性模量為4.07kPa,足以支撐其進(jìn)行至少五次溶脹/退溶脹循環(huán)且沒(méi)有明顯的破損,非冷凍聚合水凝膠壓縮彈性模量?jī)H為2.93kPa,在第三次溶...

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 前言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 稀土金屬
        2.1.1 稀土金屬的應(yīng)用
        2.1.2 稀土金屬污染現(xiàn)狀及危害
        2.1.3 稀土金屬的回收處理
    2.2 水凝膠
        2.2.1 水凝膠定義
        2.2.2 水凝膠的分類
        2.2.3 水凝膠制備方法
    2.3 水凝膠對(duì)稀土金屬吸附
        2.3.1 高分子水凝膠類
        2.3.2 復(fù)合水凝膠類
        2.3.3 離子印跡水凝膠吸附劑
    2.4 課題的提出
3 溫敏性水凝膠制備及溶脹性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        3.2.2 溫敏性水凝膠的制備
        3.2.3 溫敏性水凝膠的表征
    3.3 溫敏性水凝膠形貌與內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析
        3.3.1 聚合方法對(duì)水凝膠內(nèi)部形貌影響
        3.3.2 單體配比對(duì)水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響
        3.3.3 聚合方法對(duì)水凝膠內(nèi)部孔徑影響
    3.4 溫敏性水凝膠化學(xué)組成分析
    3.5 溫敏性水凝膠體積相轉(zhuǎn)變溫度研究
        3.5.1 差示掃描量熱法
        3.5.2 平衡溶脹比法
    3.6 溫敏性水凝膠溶脹/退溶脹動(dòng)力學(xué)分析
        3.6.1 聚合方法對(duì)水凝膠溶脹性能的影響
        3.6.2 單體配比對(duì)水凝膠溶脹性能的影響
    3.7 溫敏性水凝膠壓縮性能
        3.7.1 制備方法對(duì)溫敏性水凝膠壓縮性能的影響
        3.7.2 GO含量對(duì)水凝膠壓縮性能的影響
    3.8 本章小結(jié)
4 溫敏性水凝膠對(duì)鑭離子的吸附/脫附性能
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        4.2.2 溫敏性水凝膠的制備
        4.2.3 溫敏性水凝膠對(duì)鑭離子吸附和富集
        4.2.4 溫敏性水凝膠吸附鑭離子后的脫附能力
        4.2.5 溫敏性水凝膠對(duì)鑭離子吸附/脫附的循環(huán)能力
    4.3 鑭離子濃度的測(cè)定
    4.4 溫敏性水凝膠吸附能力
        4.4.1 單體配比對(duì)水凝膠平衡吸附量的影響
        4.4.2 pH值對(duì)溫敏性水凝膠平衡吸附量的影響
        4.4.3 初始鑭離子濃度對(duì)溫敏性水凝膠平衡吸附量的影響
        4.4.4 吸附時(shí)間對(duì)溫敏性水凝膠吸附量的影響
        4.4.5 鑭離子富集能力分析
    4.5 溫敏性水凝膠脫附能力
    4.6 溫敏性水凝膠循環(huán)再生能力
    4.7 吸附La³⁺前后水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面元素分析
        4.7.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較
        4.7.2 表面元素分析
    4.8 本章小結(jié)
5 溫敏性水凝膠對(duì)多種金屬離子的選擇吸附性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        5.2.2 溫敏性水凝膠的制備
        5.2.3 溫敏性水凝膠性能表征
        5.2.4 溫敏性水凝膠吸附選擇性
    5.3 溫敏性水凝膠溶脹性能
    5.4 溫敏性水凝膠體積相轉(zhuǎn)變
    5.5 溫敏性水凝膠對(duì)鑭離子吸附選擇性
        5.5.1 非印記水凝膠對(duì)鑭離子吸附選擇性
        5.5.2 印記水凝膠對(duì)鑭離子吸附選擇性
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新與不足之處
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3822910