靜電紡殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-21 07:02
隨著工業(yè)化進(jìn)程的飛速發(fā)展,水體污染程度加劇,嚴(yán)重威脅人類生活和環(huán)境。吸附法是一種操作簡單、高效的去除技術(shù),在水處理過程給予高度重視。現(xiàn)今,開發(fā)和研究高效的廢水吸附材料是研究熱點(diǎn)之一。靜電紡絲法是一種制備納米纖維膜吸附材料的有效技術(shù),已在水處理領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究。然而,大部分的納米纖維膜自身具有的不可降解性、對(duì)環(huán)境的二次污染性和較差的機(jī)械性能使其在使用過程中存在一定的局限性,大大限制了其應(yīng)用。基于此,本文以生物可降解的殼聚糖(chitosan,簡稱CS)和聚乙烯醇(poly(vinyl alcohol),簡稱PVA)為原料通過靜電紡絲技術(shù)開發(fā)一種環(huán)保型納米纖維膜吸附材料。本文利用1vol%的醋酸溶液和去離子水為溶劑來溶解CS和PVA,將兩者共混研究靜電紡絲參數(shù)對(duì)紡絲過程的影響,確定出最佳的制備CS/PVA納米纖維膜的紡絲條件,并對(duì)該膜進(jìn)行戊二醛蒸汽改性。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜分析儀(FT-IR)、X射線衍射分析儀(XRD)、熱重分析儀(TGA)、差示掃描量熱儀(DSC)、BET測試、接觸角測試、失重測試、溶脹測試以及拉伸測試對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征,并著重研究該納米纖維膜對(duì)...
【文章來源】:西安工程大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 靜電紡絲技術(shù)
1.2.1 靜電紡絲的背景和發(fā)展
1.2.2 靜電紡絲溶液參數(shù)
1.2.3 靜電紡絲工藝參數(shù)
1.2.4 靜電紡絲環(huán)境參數(shù)
1.3 靜電紡納米纖維膜在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用研究
1.3.1 靜電紡納米纖維膜對(duì)重金屬離子的吸附
1.3.2 靜電紡納米纖維膜對(duì)染料的吸附
1.3.3 靜電紡納米纖維膜對(duì)其他有機(jī)物的吸附
1.3.4 納米纖維膜在水處理領(lǐng)域存在問題
1.4 靜電紡殼聚糖納米纖維膜的研究進(jìn)展
1.4.1 殼聚糖的結(jié)構(gòu)與特性
1.4.2 殼聚糖對(duì)染料吸附的研究進(jìn)展
1.4.3 靜電紡絲法制備殼聚糖納米纖維膜的研究
1.5 本課題的研究思路與研究內(nèi)容
1.5.1 研究思路
1.5.2 研究內(nèi)容
2 靜電紡殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的參數(shù)優(yōu)化與制備
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 殼聚糖分子量和脫乙酰度的測定
2.2.3 紡絲原液的配制
2.2.4 靜電紡絲過程
2.2.5 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備
2.3 表征方法
2.3.1 紅外光譜分析(FT-TR)
2.3.2 紡絲原液粘度的測定
2.3.3 掃描電鏡分析(SEM)
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 殼聚糖的分子量及脫乙酰度
2.4.2 紡絲液濃度對(duì)紡絲過程的影響
2.4.3 殼聚糖的類型對(duì)紡絲過程的影響
2.4.4 殼聚糖與聚乙烯醇的混合比例對(duì)紡絲過程的影響
2.4.5 殼聚糖的脫乙酰度對(duì)紡絲過程的影響
2.4.6 工藝參數(shù)對(duì)紡絲過程的影響
2.4.7 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備
2.5 小結(jié)
3 靜電紡殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的改性與表征
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的交聯(lián)過程
3.3 表征方法
3.3.1 形貌與結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 性能表征
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 紅外光譜分析(FT-IR)
3.4.2 X射線衍射光譜分析(XRD)
3.4.3 掃描電鏡分析(SEM)
3.4.4 比表面積分析
3.4.5 熱重分析(TGA)
3.4.6 差示掃描量熱分析(DSC)
3.4.7 溶脹性能分析
3.4.8 失重測試分析
3.4.9 接觸角分析
3.4.10 拉伸測試分析
3.5 小結(jié)
4 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜對(duì)染料的吸附特性及解吸性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 甲基橙和剛果紅兩種染料的標(biāo)準(zhǔn)曲線
4.2.3 吸附實(shí)驗(yàn)
4.2.4 吸附動(dòng)力學(xué)
4.2.5 吸附等溫線
4.2.6 吸附熱力學(xué)
4.2.7 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的解吸性能研究
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 吸附劑用量對(duì)吸附過程的影響
4.3.2 染料溶液的初始濃度對(duì)吸附過程的影響
4.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)吸附過程的影響
4.3.4 溶液pH對(duì)吸附過程的影響
4.3.5 溫度對(duì)吸附過程的影響
4.3.6 殼聚糖含量對(duì)吸附過程的影響
4.3.7 殼聚糖脫乙酰度對(duì)吸附過程的影響
4.3.8 吸附等溫線
4.3.9 吸附動(dòng)力學(xué)
4.3.10 吸附熱力學(xué)
4.3.11 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的解吸性能
4.4 小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]靜電紡殼聚糖/PVA納米纖維膜對(duì)甲基橙的吸附特性[J]. 楊梅,孫潤軍,王紅紅. 合成纖維. 2019(01)
[2]3DFe3S4磁性微米花對(duì)剛果紅吸附性能研究[J]. 李丹,賈仁浩,李競,趙晨,石鳳,劉春虹,梁文婷,董川. 山西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[3]溶液靜電紡絲制備熱塑性聚酰亞胺超細(xì)纖維無紡布[J]. 陳俊,張代軍,張?zhí)祢?包建文,鐘翔嶼,張朋,劉巍. 材料工程. 2018(02)
[4]碳納米管-聚丙烯腈納米纖維膜的制備及對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附[J]. 黃永蘭,郭迪. 水處理技術(shù). 2018(01)
[5]納米四氧化三鐵制備及其吸附剛果紅的性能研究[J]. 王力霞,于云秋,姚文生. 無機(jī)鹽工業(yè). 2017(04)
[6]靜電紡絲法制備超疏水氟硅改性納米SiO2/PET共混膜[J]. 李靜,易玲敏,王明乾,周鴻. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(12)
[7]二乙烯三胺改性花生殼纖維素對(duì)水中剛果紅的吸附[J]. 唐婧,范開敏. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[8]溶劑性質(zhì)對(duì)兩親性聚肽靜電紡絲的影響[J]. 路亞亮,張帆,陳濤,胡莎妮,寇文娟,羅雪莉,王立權(quán),蔡春華. 高分子學(xué)報(bào). 2016(05)
[9]改性氧化石墨烯/殼聚糖功能材料對(duì)剛果紅的吸附研究[J]. 張麗,羅漢金,方偉,馮林強(qiáng). 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(11)
[10]聚乙烯醇/超細(xì)羽絨粒子共混膜的制備及其染料吸附動(dòng)力學(xué)[J]. 陳鳳翔,謝文雅,董兵海,王世敏,趙麗,許祖勛,萬麗. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(01)
博士論文
[1]吸附材料的制備及其對(duì)重金屬離子和染料吸附性能研究[D]. 包維維.吉林大學(xué) 2013
本文編號(hào):3199270
【文章來源】:西安工程大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 靜電紡絲技術(shù)
1.2.1 靜電紡絲的背景和發(fā)展
1.2.2 靜電紡絲溶液參數(shù)
1.2.3 靜電紡絲工藝參數(shù)
1.2.4 靜電紡絲環(huán)境參數(shù)
1.3 靜電紡納米纖維膜在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用研究
1.3.1 靜電紡納米纖維膜對(duì)重金屬離子的吸附
1.3.2 靜電紡納米纖維膜對(duì)染料的吸附
1.3.3 靜電紡納米纖維膜對(duì)其他有機(jī)物的吸附
1.3.4 納米纖維膜在水處理領(lǐng)域存在問題
1.4 靜電紡殼聚糖納米纖維膜的研究進(jìn)展
1.4.1 殼聚糖的結(jié)構(gòu)與特性
1.4.2 殼聚糖對(duì)染料吸附的研究進(jìn)展
1.4.3 靜電紡絲法制備殼聚糖納米纖維膜的研究
1.5 本課題的研究思路與研究內(nèi)容
1.5.1 研究思路
1.5.2 研究內(nèi)容
2 靜電紡殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的參數(shù)優(yōu)化與制備
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 殼聚糖分子量和脫乙酰度的測定
2.2.3 紡絲原液的配制
2.2.4 靜電紡絲過程
2.2.5 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備
2.3 表征方法
2.3.1 紅外光譜分析(FT-TR)
2.3.2 紡絲原液粘度的測定
2.3.3 掃描電鏡分析(SEM)
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 殼聚糖的分子量及脫乙酰度
2.4.2 紡絲液濃度對(duì)紡絲過程的影響
2.4.3 殼聚糖的類型對(duì)紡絲過程的影響
2.4.4 殼聚糖與聚乙烯醇的混合比例對(duì)紡絲過程的影響
2.4.5 殼聚糖的脫乙酰度對(duì)紡絲過程的影響
2.4.6 工藝參數(shù)對(duì)紡絲過程的影響
2.4.7 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備
2.5 小結(jié)
3 靜電紡殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的改性與表征
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的交聯(lián)過程
3.3 表征方法
3.3.1 形貌與結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 性能表征
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 紅外光譜分析(FT-IR)
3.4.2 X射線衍射光譜分析(XRD)
3.4.3 掃描電鏡分析(SEM)
3.4.4 比表面積分析
3.4.5 熱重分析(TGA)
3.4.6 差示掃描量熱分析(DSC)
3.4.7 溶脹性能分析
3.4.8 失重測試分析
3.4.9 接觸角分析
3.4.10 拉伸測試分析
3.5 小結(jié)
4 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜對(duì)染料的吸附特性及解吸性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 甲基橙和剛果紅兩種染料的標(biāo)準(zhǔn)曲線
4.2.3 吸附實(shí)驗(yàn)
4.2.4 吸附動(dòng)力學(xué)
4.2.5 吸附等溫線
4.2.6 吸附熱力學(xué)
4.2.7 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的解吸性能研究
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 吸附劑用量對(duì)吸附過程的影響
4.3.2 染料溶液的初始濃度對(duì)吸附過程的影響
4.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)吸附過程的影響
4.3.4 溶液pH對(duì)吸附過程的影響
4.3.5 溫度對(duì)吸附過程的影響
4.3.6 殼聚糖含量對(duì)吸附過程的影響
4.3.7 殼聚糖脫乙酰度對(duì)吸附過程的影響
4.3.8 吸附等溫線
4.3.9 吸附動(dòng)力學(xué)
4.3.10 吸附熱力學(xué)
4.3.11 殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的解吸性能
4.4 小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]靜電紡殼聚糖/PVA納米纖維膜對(duì)甲基橙的吸附特性[J]. 楊梅,孫潤軍,王紅紅. 合成纖維. 2019(01)
[2]3DFe3S4磁性微米花對(duì)剛果紅吸附性能研究[J]. 李丹,賈仁浩,李競,趙晨,石鳳,劉春虹,梁文婷,董川. 山西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[3]溶液靜電紡絲制備熱塑性聚酰亞胺超細(xì)纖維無紡布[J]. 陳俊,張代軍,張?zhí)祢?包建文,鐘翔嶼,張朋,劉巍. 材料工程. 2018(02)
[4]碳納米管-聚丙烯腈納米纖維膜的制備及對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附[J]. 黃永蘭,郭迪. 水處理技術(shù). 2018(01)
[5]納米四氧化三鐵制備及其吸附剛果紅的性能研究[J]. 王力霞,于云秋,姚文生. 無機(jī)鹽工業(yè). 2017(04)
[6]靜電紡絲法制備超疏水氟硅改性納米SiO2/PET共混膜[J]. 李靜,易玲敏,王明乾,周鴻. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(12)
[7]二乙烯三胺改性花生殼纖維素對(duì)水中剛果紅的吸附[J]. 唐婧,范開敏. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[8]溶劑性質(zhì)對(duì)兩親性聚肽靜電紡絲的影響[J]. 路亞亮,張帆,陳濤,胡莎妮,寇文娟,羅雪莉,王立權(quán),蔡春華. 高分子學(xué)報(bào). 2016(05)
[9]改性氧化石墨烯/殼聚糖功能材料對(duì)剛果紅的吸附研究[J]. 張麗,羅漢金,方偉,馮林強(qiáng). 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(11)
[10]聚乙烯醇/超細(xì)羽絨粒子共混膜的制備及其染料吸附動(dòng)力學(xué)[J]. 陳鳳翔,謝文雅,董兵海,王世敏,趙麗,許祖勛,萬麗. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(01)
博士論文
[1]吸附材料的制備及其對(duì)重金屬離子和染料吸附性能研究[D]. 包維維.吉林大學(xué) 2013
本文編號(hào):3199270
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