本文關(guān)鍵詞：四氧化三鐵@殼聚糖和聚合物改性膨潤(rùn)土吸附劑的制備及其在染料吸附中的應(yīng)用

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【摘要】：隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展,工業(yè)廢水造成的污染日益加劇。其中,染料廢水因高色度和高毒性等特點(diǎn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康帶了嚴(yán)重威脅。染料廢水的有效處理是解決污染的關(guān)鍵,目前常用的處理方法有化學(xué)處理法、生物處理法和物理化學(xué)處理法。其中,物理化學(xué)處理法中的吸附法最為快捷有效。因此,開(kāi)發(fā)廉價(jià)高效的吸附劑成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。殼聚糖是一種天然高分子,由于分子結(jié)構(gòu)中具有大量的氨基和羥基,這些基團(tuán)可以與特定的官能團(tuán)結(jié)合,因此殼聚糖可以作為吸附劑使用。將殼聚糖包覆在磁性顆粒表面可以制備磁性吸附劑,這種吸附劑因其易于分離的特點(diǎn)成為目前研究的熱點(diǎn)。膨潤(rùn)土具有較高的比表面積、良好的陽(yáng)離子交換能力和吸附性能,可以作為染料廢水處理的吸附劑。通常需要對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性以提高其吸附性能,聚合物的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)使其重復(fù)結(jié)構(gòu)單元上具有較多的吸附位點(diǎn),因此聚合物改性膨潤(rùn)土使膨潤(rùn)土的吸附能力大大提高。原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)制備的聚合物具有分子結(jié)構(gòu)明確、分子量分布較窄的特點(diǎn),并且反應(yīng)過(guò)程易于控制,為聚合物改性膨潤(rùn)土的制備提供了一種高效快捷的方法。本論文主要內(nèi)容如下:1.利用一步法制備四氧化三鐵@殼聚糖(Fe3O4@CS)磁性吸附劑,利用FT-IR、XRD對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,利用TEM觀察形貌,利用TGA測(cè)定有機(jī)組分含量并探究了其對(duì)酸性橙Ⅰ的吸附行為。結(jié)果表明,Fe3O4@CS具有核-殼結(jié)構(gòu),殼聚糖均勻包覆在四氧化三鐵表面。在吸附實(shí)驗(yàn)中,Fe3O4@CS對(duì)酸性橙Ⅰ的最大吸附量為183.2 mg·g-1,探究了酸性橙Ⅰ溶液pH、初始濃度和吸附時(shí)間對(duì)吸附量的影響,確定了最佳吸附條件。2.將2-溴異丁酰溴接枝在膨潤(rùn)土表面作為原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的引發(fā)劑,分別以甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、3-磺酸丙基甲基丙烯酸鉀鹽(SPMK)為單體,利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合制備Bent-PGMA-TEPA、Bent-PDMAEMA和Bent-PSPMK三種聚合物改性膨潤(rùn)土吸附劑。利用FT-IR、XRD對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,利用SEM觀察其表面形貌,利用TGA測(cè)定聚合物接枝量。測(cè)試結(jié)果表明,聚合物刷成功接枝在膨潤(rùn)土表面。3.將Bent-PGMA-TEPA和Bent-PDMAEMA兩種吸附劑應(yīng)用于對(duì)陰離子染料酸性橙Ⅰ的吸附,將Bent-PSPMK應(yīng)用于對(duì)陽(yáng)離子染料羅丹明B的吸附。分別探究染料溶液的pH、染料溶液的濃度和溫度、吸附時(shí)間對(duì)吸附量的影響,確定最佳吸附條件和吸附劑的最大吸附量,同時(shí)對(duì)吸附機(jī)理、吸附等溫線和吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行探討。結(jié)果表明,Bent-PGMA-TEPA和Bent-PDMAEMA對(duì)酸性橙Ⅰ具有很高的吸附性能,最大吸附量分別為616.6和710.7 mg·g-1;Bent-PSPMK對(duì)羅丹明B最大吸附量可以達(dá)到2261.7 mg·g-1。4.通過(guò)吸附劑吸附性能的對(duì)比發(fā)現(xiàn),本論文中制備的聚合物改性膨潤(rùn)土吸附劑具有更好的吸附性能,在染料吸附中具有更高的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X703;O647.3

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本文編號(hào)：1208968