【摘要】：造紙副產(chǎn)物木質(zhì)素磺酸鹽(LS)分子中存在大量疏水性苯環(huán)和多種極性官能團(tuán),已在表面活性劑、吸水劑、陽(yáng)離子絡(luò)合劑、吸附劑等方面得到應(yīng)用。鑒于LS易溶于水,難于直接用作處理工業(yè)廢水的吸附材料,本論文在前期工作基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)用兩種改性方法制備改性木質(zhì)素磺酸鹽基(本文簡(jiǎn)稱改性木質(zhì)素基)吸附材料,研究制備方法及吸附材料對(duì)陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)(MB)的吸附行為。主要工作如下:1.探索羧甲基木質(zhì)素磺酸鹽聚合物(CLP)的制備條件。以氯乙酸為改性劑對(duì)LS進(jìn)行羧甲基化,而后將其用環(huán)氧氯丙烷(EPI)交聯(lián),研究影響LS羧甲基化及交聯(lián)聚合的主要條件。用固體核磁~(13)C NMR、FTIR、SEM(EDS)、TGA、BET等手段表征CLP。結(jié)果表明,CLP結(jié)構(gòu)含有LS的苯環(huán)基本單元。2.將羧甲基纖維素鈉(CMC)作為第二組分,探索LS與CMC交聯(lián)共聚物(CLC)制備方法。研究了LS與CMC投料比、反應(yīng)溶劑及EPI用量(V_(EPI)/m_((LS+CMC)))等因素對(duì)CLC吸附MB吸附量(Q_e)的影響。結(jié)果表明,在投料比2:1、EPI用量2 ml·g~(-1)下于50%的乙醇水溶液中反應(yīng),可獲得Q_e穩(wěn)定的LS和CMC交聯(lián)共聚物CLC。固體核磁~(13)C NMR和FTIR圖譜顯示:CLC含有苯環(huán)和CMC結(jié)構(gòu)單元。3.系統(tǒng)研究了CLP和CLC對(duì)MB的吸附性能�？疾炝斯桃罕�(g·L~(-1))、MB初始質(zhì)量濃度(C_0)、pH和吸附溫度等對(duì)吸附性能的影響。結(jié)果表明,在pH 1~6,CLP和CLC對(duì)MB的Q_e隨pH增加而增加,pH 6以上,Q_e基本不變;在10~55℃范圍內(nèi),CLP和CLC對(duì)MB的Q_e隨溫度升高先增加,后下降,25℃時(shí)達(dá)到最大值。吸附過(guò)程是范德華力、靜電、氫鍵、電子對(duì)共享/轉(zhuǎn)移、π-π堆積等共同作用的結(jié)果。在固液比0.25 g·L~(-1)、pH 6.5、25℃及C_0為100 mg·L~(-1)下,CLP對(duì)MB的Q_e和吸附率E%分別為384.6 mg·g~(-1)、96.1,CLC對(duì)MB的Q_e和E%分別為392.7 mg·g~(-1)、98.2;C_0為200 mg·L~(-1)時(shí),CLP和CLC對(duì)MB的E%分別為89.3、94.1。因此,CLP和CLC可作為吸附MB的高性能吸附材料,且CLC對(duì)MB的吸附性能優(yōu)于CLP。此外,MB溶液中共存的Pb~(2+)妨礙CLP和CLC對(duì)MB的吸附。4.系統(tǒng)研究了CLP和CLC對(duì)MB的吸附行為。CLP和CLC對(duì)MB的吸附符合Langmuir模型,由Langmiurm模型得到的飽和Q_e分別為813.0 mg·g~(-1)、1186.6mg·g~(-1);吸附動(dòng)力學(xué)服從準(zhǔn)二階(PSO)模型,粒子內(nèi)擴(kuò)散不是吸附速率控制步驟。在所研究的溫度范圍內(nèi)(10~55℃),△G~?0,CLC對(duì)MB吸附為自發(fā)過(guò)程。在10~25℃,△H~?、△S~?均大于0,CLC對(duì)MB的吸附為吸熱,熵增過(guò)程;在25~55℃,△H~?、△S~?均小于0,吸附為放熱,熵減過(guò)程。吸附初期,CLC對(duì)MB的吸附行為可用液膜擴(kuò)散模型來(lái)描述。5.研究CLP和CLC的循環(huán)使用方法。用醋酸-乙醇為洗脫劑,經(jīng)6次循環(huán),CLP的E%在80左右。用乙醇-水洗為洗脫劑,經(jīng)6次循環(huán),CLC的E%在60左右。圖54表14參61
【圖文】：

無(wú)定形天然芳香聚合物，結(jié)構(gòu)中含紫丁香基、單元及 CH3O-、-OH 等極性基團(tuán)（如圖 1 所來(lái)源于造紙工業(yè)中亞硫酸鹽法制漿廢液中，用的亞硫酸氫鹽種類，LS 分為木質(zhì)素磺酸）、木質(zhì)素磺酸鎂（LS-Mg）、木質(zhì)素磺酸物，結(jié)構(gòu)中含大量的芳環(huán)及-OCH3、-OH，面活性劑的特征結(jié)構(gòu)。LS 在水溶液中呈以狀結(jié)構(gòu)。由于 LS 外殼上的陰離子基團(tuán)能吸負(fù)電荷，，而靜電排斥作用和 LS 分子的空間分散狀態(tài)，因此 LS 具有一定的吸附和分散

圖 17 CLP 的固體核磁（13C CP-MAS NMR）譜Fig.1713C CP-MAS NMR spectroscopy of CLP，化學(xué)位移 δ 為 30.4 ppm、44.47 ppm 處的峰歸屬于亞甲基碳pm 處的峰歸屬于酯基 sp3雜化碳；δ 為 70.8 ppm 處的峰歸屬于eng Xiaoxu 等[39]報(bào)道的氨化木質(zhì)素磺酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元愈創(chuàng)苯環(huán)骨架碳的化學(xué)位移 δ 在 140～165 ppm，苯環(huán)側(cè)鏈碳的化學(xué)46.8 ppm，可推測(cè)出圖 17 中 δ 為 111.1 ppm、121.5 ppm、134的峰歸屬于苯環(huán)骨架上的碳；δ 為 177.3 ppm 處的吸收峰歸屬-C=O。固體核磁13C NMR 譜圖結(jié)果表明 CLP 結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán) 紅外表征 FTIR 圖譜見(jiàn)圖 18。1.0
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O647.3;X703

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李志萍;劉千鈞;馮卿明;孫斌;;木鎂基碳質(zhì)吸附劑的制備及其性能[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2014年10期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李大培;木質(zhì)素基交聯(lián)聚合物的制備及其吸附性能研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2692697