發(fā)布時間：2021-04-10 07:21

　　如今,資源的短缺和環(huán)境的污染等問題,對水處理技術(shù)的發(fā)展提出了更迫切的要求。吸附技術(shù)由于其運行成本低和普遍適用的優(yōu)點為其在工業(yè)上應(yīng)用提供了很大的可能性。染料是水污染源之一,而蒙脫土作為一種天然礦物粘土,其價廉、儲量豐富以及易于改性等優(yōu)點,在染料廢水處理領(lǐng)域備受關(guān)注。陽離子表面活性劑是蒙脫土有機(jī)改性劑中最常用的一類,與傳統(tǒng)單頭基表面活性劑相比,雙子（Gemini）季銨鹽帶有兩個銨頭基團(tuán),表現(xiàn)出如更高的表面活性等優(yōu)越的性質(zhì)。更有研究報告指出,Gemini表面活性劑改性的蒙脫土在去除染料廢水中的有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出比單頭基表面活性劑改性的蒙脫土更出色的性能,因此,有必要對新型Gemini表面活性劑改性蒙脫土做更多的研究。本論文經(jīng)過分子設(shè)計和工藝優(yōu)化,引入微波高壓的反應(yīng)思路,以十八烷基二乙醇胺和1,3-二溴丙烷主要原料,一步反應(yīng)合成了一種多羥基Gemini表面活性劑雙十八烷基四羥乙基二溴丙二銨（DTDD）,并通過單因素及正交實驗對其合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化。微波高壓法促進(jìn)季銨化反應(yīng)的最優(yōu)工藝條件為:正丁醇為溶劑,反應(yīng)物摩爾比n_（醇胺）:n_{（溴丙烷）}=2.0:... 

【文章來源】：廣州大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1臺式厭氧滲透膜生物反應(yīng)器的示意圖[15]

第一章緒論5135-I-EDA比表面積增加了1.68倍，同時吸附容量提高了1.99倍。天然粘土礦物具有較高的表面積和反應(yīng)活性，近年來，一些天然礦物因其吸附能力強(qiáng)、儲量豐富、獲取途徑便捷、價格低廉而成為極具應(yīng)用前景的吸附劑。各種天然礦物，如高嶺石、海泡石、蒙脫土、凹凸棒石、絲光沸石、蛭石和硅藻土已被用來去除廢水中的染料。通過對這些天然礦物進(jìn)一步改性，可大大提高其對污染物的吸附量。徐陽[25]課題組以三氯化鐵、氯代十六烷基吡和硅藻土為主要原料制備了氯代十六烷基吡啶改性磁性硅藻土，實驗制備的改性硅藻土對模擬廢水甲基橙的吸附性能良好，由Langmuir吸附模型得出的甲基橙最大吸附容量為135.14mgg-1。凹凸棒石是礦物中具有特殊層狀鏈結(jié)構(gòu)和獨特纖維形態(tài)的鎂鋁硅酸鹽粘土礦物，但與一些合成的吸附劑相比，其吸附能力較低，如何提高其吸附能力是其實際應(yīng)用的關(guān)鍵[26]。WeishengZheng[27]課題組采用浸涂法制備了聚多巴胺改性顆粒有機(jī)凹凸棒石吸附劑（PDA-GOAT），實驗結(jié)果表明，PDA-GOAT對亞甲基藍(lán)的吸附是一個物理吸附吸熱過程，在298K溫度下的最大吸附容量為93.06mggg-1，解吸和再生實驗表明，NaBH4可以有效地再生PDA-GOAT，經(jīng)過五次連續(xù)的吸附-解吸循環(huán)后，它仍保持相對較高的吸附容量，可作為一種從廢水中去除亞甲基藍(lán)的性能優(yōu)良的可重復(fù)使用的吸附劑。1.2蒙脫土概述1.2.1蒙脫石的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)圖1-2蒙脫石結(jié)構(gòu)示意圖[29]Fig.1-2Structureofmontmorillonite蒙脫土（Montmorillonite，簡稱Mt），其主要成分為蒙脫石，是一種典型的2:1型層狀硅酸鹽天然礦物粘土，即蒙脫石晶體內(nèi)部由一層O片層（鎂/鋁氧八面體）夾在兩層T片層（硅氧四面體）之間（如圖1-2所示），由于O片層的部分鋁和鎂原子易被低價

廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖1-3雙子表面活性劑結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-3StructurediagramofGeminisurfactantsGemini表面活性劑的親水基可以是非離子型(醚類和糖類等)，陰離子型(包括磺酸鹽、磷酸酯鹽、羧酸鹽等)，陽離子型(如季銨鹽、酰胺鹽和胺類等)，兩性離子型（如甜菜堿）[37]。目前有關(guān)陽離子型Gemini表面活性劑和陰離子型Gemini表面活性劑的合成研究與報道最多，部分產(chǎn)品也已工業(yè)化生產(chǎn)，而對于兩性及非離子型Gemini表面活性劑而言，其相關(guān)研究還相對較少。疏水鏈有兩類：一類為碳?xì)浣Y(jié)構(gòu)型，如長鏈（8-20個C原子）,另一類是碳鏈中有其它基團(tuán)如硅、酰胺基、氟等。隨著Gemini表面活性劑的疏水鏈中C原子數(shù)的增加，其表面活性也會提高。當(dāng)疏水烷基鏈中增加的C原子數(shù)超過某個臨界點（一般是14）時，Gemini表面活性劑的某些性質(zhì)將有所不同。具體表現(xiàn)為其表面活性隨著疏水鏈中C原子數(shù)的增加而增強(qiáng)的現(xiàn)象有所減弱亦或是增加不明顯，甚至有時候還會出現(xiàn)相反的情況[38,39]。連接基團(tuán)根據(jù)其彎曲性，可分為剛性和柔性。剛性連接基團(tuán)包括苯、雙鍵、叁鍵、三唑環(huán)和均二苯代己烯和亞甲苯基等。F.M.Menger等人首次提出具有兩親體結(jié)構(gòu)的雙子表面活性劑的概念并為此命名“Geminisurfactant”，合成了一種具有剛性連接基團(tuán)（對苯二亞甲基）分子結(jié)構(gòu)的季銨鹽型Gemini表面活性劑[40]，對其分子結(jié)構(gòu)特點和表面性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究與描述[41]。而柔性連接基團(tuán)則包括較長的碳?xì)滏湥缇垩跻蚁╂�、聚亞甲基等，柔性的連接基團(tuán)具有良好的可彎曲性，更易于聚集起來以適應(yīng)環(huán)境，具有較好的表面活性。此外，由于不同的雜原子組成的連接基團(tuán)各不相同，其導(dǎo)致與水的結(jié)合能力（即疏水和親水能力）也不同，連接基團(tuán)還可以將其分為疏水和親水兩大類。連接基團(tuán)是Gemini表面活性劑分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙羥基Gemini表面活性劑的溶液性能及其聚集形態(tài)[J]. 錢逢宜,李蓉,任學(xué)宏.  精細(xì)化工. 2019(07)
[2]山崳酸雙酯基有機(jī)硅季銨鹽的微波合成工藝及性能[J]. 魏淵,鄭成,毛桃嫣,曾昭文,朱藝婷,王潤豪,劉穗甄.  化工進(jìn)展. 2018(08)
[3]氯代十六烷基吡啶改性磁性硅藻土對染料甲基橙吸附性能的研究[J]. 徐陽,張浩,連麗麗,王希越,高文秀,祝波,婁大偉.  吉林化工學(xué)院學(xué)報. 2018(05)
[4]活性染色廢水零排放染色技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用[J]. 劉曉蕓,姚慶才,陳小利,陳華林.  印染助劑. 2018(02)
[5]超聲波輔助Al-Zn柱撐蒙脫土制備及其對考馬斯亮藍(lán)吸附的研究[J]. 張默馨,陳修棟,鄒洪濤,李倩倩.  印染助劑. 2018(02)
[6]多孔二氧化硅材料對有機(jī)染料吸附能力的研究[J]. 楊昊宇,張蛟,王一丹,陳智淵,王海文.  化學(xué)工程與裝備. 2018(02)
[7]氧化鐵砂SAT去除對硝基苯酚的吸附行為及性能研究[J]. 溫玉娟,楊悅鎖,宋曉明,張茜,李惠中.  化工學(xué)報. 2018(07)
[8]一種新型雙子陰離子表面活性劑的合成及增溶性能評價[J]. 孫碩,潘忠穩(wěn),周楊,張振偉.  精細(xì)石油化工. 2017(02)
[9]十八烷基雙子表面活性劑的合成與性能測定[J]. 謝建波.  精細(xì)石油化工進(jìn)展. 2016(04)
[10]微波技術(shù)在材料改性中的研究進(jìn)展[J]. 徐曉多,賈偉東.  化工時刊. 2016(06)

博士論文
[1]季銨鹽雙子表面活性劑的膠束化性質(zhì)、界面活性及化學(xué)生物學(xué)研究[D]. 張山山.浙江大學(xué) 2016
[2]新型長鏈頭基季銨鹽Gemini表面活性劑的合成及其吸附、聚集行為研究[D]. 張旗.武漢大學(xué) 2012

碩士論文
[1]季銨鹽型雙子表面活性劑的合成及其性能研究[D]. 洪玉.陜西科技大學(xué) 2014
[2]極性修飾后交聯(lián)樹脂的合成、結(jié)構(gòu)與吸附性能研究[D]. 查宏偉.中南大學(xué) 2014
[3]殼聚糖改性土對直接類和活性類染料模擬廢水的吸附性能及動力學(xué)研究[D]. 解俊.安徽工程大學(xué) 2013
[4]微波輻射和無溶劑條件下Friedel-Crafts�；磻�(yīng)及氯化亞砜脫酰基保護(hù)[D]. 宋芳銳.河北大學(xué) 2011
[5]反應(yīng)型雙子（Gemini）表面活性劑的合成和性能評價[D]. 劉波.成都理工大學(xué) 2011
[6]微波輔助有機(jī)反應(yīng)及微波合成中的“非熱效應(yīng)”研究[D]. 馮剛.重慶大學(xué) 2009
[7]有機(jī)改性蒙脫土的制備及吸附水中甲基橙的研究[D]. 李繼森.煙臺大學(xué) 2007



本文編號：3129223