1,3-二甲基氨基苯橋聯(lián)β-環(huán)糊精的制備及其對苯酚的吸附性能研究
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【摘要】:工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展導致工業(yè)廢水的急劇增加,同時也對生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生了相當大的危害。盡管傳統(tǒng)的水處理方法能夠在一定程度上減輕水污染,然而大多數(shù)的方法存在二次污染、昂貴而且復雜的情況。由于物理吸附具有價格便宜且對環(huán)境友好的特點,因而被廣泛的使用。環(huán)糊精作為第二代超分子主體化合物,是當代化學領(lǐng)域的前沿學科,越來越多的學者對其展開了相關(guān)的研究。此外,本文對工業(yè)廢水的處理方法進行了一般的歸納總結(jié),也對β-環(huán)糊精及其衍生物進行了相關(guān)的綜述。研究了不同工藝條件下磺;-環(huán)糊精的制備,篩選出了較優(yōu)的合成條件對其進行純化處理。橋聯(lián)環(huán)糊精到目前為止還鮮有用于處理廢水方面的文獻報道,本文就此方面做了一定的研究。通過芳香基團橋聯(lián)的β-環(huán)糊精,引入剛性結(jié)構(gòu)較強的芳香基團,不僅增強了本體的疏水性,而且還擴展了環(huán)糊精的疏水空腔的個數(shù),更加有利于β-環(huán)糊精對客體分子的包絡(luò)作用。為了研究環(huán)糊精及其衍生物對污水處理的應(yīng)用,本論文合成了一種橋聯(lián)環(huán)糊精,探索了其對苯酚的選擇性吸附以及吸附的影響因素研究。具體的研究內(nèi)容和結(jié)果如下所述:在堿性條件下,以β-環(huán)糊精、對甲苯磺酰氯為原料,制備了β-環(huán)糊精6位碳羥基對甲苯磺酰酯(6-OTs-β-CD)。再利用此中間體在氮氣保護下與1,3-二甲基氨基苯合成橋聯(lián)1,3-二甲基氨基苯橋聯(lián)β-環(huán)糊精。并用紅外光譜儀、1H NMR、SEM和紫外分光光度計等手段進行了表征。考察了在不同時間、p H值、溫度以及苯酚初始濃度時此環(huán)糊精衍生物吸附苯酚性能的影響。同時對吸附過程中的熱力學和動力學進行了線性擬合。結(jié)果表明:在p H=7條件下,苯酚初始濃度為50mg/L時,振蕩90 min,吸附量能達到6.675 mg/g。吸附等溫線符合Langmiur等溫吸附模型的單分子層吸附且在不同溫度下擬合得到的1/n都小于1,都屬于優(yōu)惠吸附。熱力學研究表明此橋聯(lián)環(huán)糊精吸附苯酚符合Langmuir和Freundlich吸附等溫方程,0ΔH?0,進一步驗證了該吸附過程是自發(fā)進行的放熱過程。
【關(guān)鍵詞】:1 3-二甲基氨基苯 苯酚 β-環(huán)糊精 橋聯(lián) 吸附
【學位授予單位】:南華大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:X703;O636.12
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-11
- 第1章 緒論11-25
- 1.1 研究背景11
- 1.2 含酚廢水處理方法11-14
- 1.2.1 物理方法12-13
- 1.2.2 化學方法13
- 1.2.3 生化法13-14
- 1.3 環(huán)糊精概況14-15
- 1.4 β-環(huán)糊精衍生物功能材料的分類15-20
- 1.4.1 交聯(lián)型β-環(huán)糊精聚合物15-16
- 1.4.2 修飾后β-環(huán)糊精接枝聚合物16-17
- 1.4.3 β-環(huán)糊精包合主體分子17-18
- 1.4.4 橋聯(lián)環(huán)糊精聚合物18-20
- 1.5 β-環(huán)糊精對環(huán)境污染物的吸附20-21
- 1.5.1 吸附氣相中的污染物20
- 1.5.2 吸附液相中的污染物20-21
- 1.6 課題的提出及本論文研究的內(nèi)容21-25
- 第2章 1,3-二甲基氨基苯橋聯(lián)β-環(huán)糊精的合成及性能研究25-31
- 2.1 實驗部分25-28
- 2.1.1 儀器及試劑25-26
- 2.1.2 β-環(huán)糊精6位碳羥基對甲苯磺酰酯的制備26-27
- 2.1.3 1,3-二甲基氨基苯橋聯(lián)β-環(huán)糊精的制備27-28
- 2.2 結(jié)果與討論28-30
- 2.2.1 1,3-二甲基氨基苯橋聯(lián)-β-CD的紅外表征28-29
- 2.2.2 1,3-二甲基氨基苯橋聯(lián)β-CD的形態(tài)表征29
- 2.2.3 6-OTs-β-CD~1HNMR數(shù)據(jù)圖29-30
- 2.2.4 1,3-二甲基氨基苯橋聯(lián)β-環(huán)糊精~1HNMR數(shù)據(jù)圖30
- 2.3 結(jié)論30-31
- 第3章 橋聯(lián)β-環(huán)糊精對苯酚的吸附性能研究31-43
- 3.1 實驗部分32-33
- 3.1.1 儀器及試劑32-33
- 3.1.2 分析方法33
- 3.2 結(jié)果與討論33-41
- 3.2.1 橋聯(lián)β-環(huán)糊精吸附苯酚效果研究33-37
- 3.2.2 吸附動力學37-38
- 3.2.3 等溫吸附線和吸附熱力學研究38-40
- 3.2.4 橋聯(lián)β-環(huán)糊精對苯酚和間苯二酚吸附能力的比較40-41
- 3.3 結(jié)論41-43
- 第4章 總結(jié)43-45
- 參考文獻45-53
- 作者攻讀學位期間的科研成果53
- 基金支持53-54
- 致謝54
【參考文獻】
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,本文編號:1052964
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