發(fā)布時間：2017-05-25 12:24

  本文關(guān)鍵詞：環(huán)境響應(yīng)型紡織基吸附材料用于高效油水分離的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,能源大量消耗,同時也產(chǎn)生了大量的環(huán)境問題,其中,原油泄漏和含油污水的大量排放導(dǎo)致的水體浮油污染是急需解決的問題。目前的油水分離材料存在技術(shù)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、效率低、帶來二次污染等問題。從原理上分析,油水分離屬于界面科學(xué)的范疇,利用材料的浸潤性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)油水分離成為了一個重要的研究方向�；诖�,本論文利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)(ATRP)制備了具有智能響應(yīng)性的紡織基油水分離的材料,具體內(nèi)容如下:(1)棉織物表面氨基化方法優(yōu)化:纖維素類纖維表面雖然富含羥基,但羥基反應(yīng)活性低,本論文通過三種方法在棉織物表面引入氨基:氨基硅油整理法、含氨基硅氧烷整理法,含氨基活性染料中間體整理法。通過紅外(IR)、紫外(UV)、掃描電鏡(SEM)、視頻接觸角儀(CA)等方法考察氨基功能化后棉織物的物理化學(xué)性能,結(jié)果表明三種方法均能在織物上產(chǎn)生大量的氨基,并且氨基密度可控。通過考察織物的氨基含量、水洗穩(wěn)定性、柔軟度、白度及力學(xué)性能,對三種功能化方法進(jìn)行比較并優(yōu)選出活性染料中間體整理法為最佳方法。此方法可使纖維表面獲得大量氨基,同時還可以維持棉纖維表面形貌及其柔軟透氣等優(yōu)異性能。(2)pH響應(yīng)型吸附材料的制備與應(yīng)用:采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)在氨基化棉織物表面接枝具有pH響應(yīng)性的聚甲基丙烯酸(PMAA),采用SEM、IR和CA等分析技術(shù)對棉織物接枝前后的表面形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)以及pH響應(yīng)性質(zhì)等進(jìn)行了研究。通過接觸角測試發(fā)現(xiàn),當(dāng)pH從1增加到13,改性棉織物的接觸角從150°下降到0°,而潤濕時間相應(yīng)地從120 s降低到0 s,實(shí)現(xiàn)了親疏水的轉(zhuǎn)變。將該織物浸入油水混合物時,能在低pH下選擇性吸油,在高pH下選擇性吸水,從而實(shí)現(xiàn)高效的油水分離。(3)pH、溫度雙響應(yīng)型吸附材料的制備與應(yīng)用:為了進(jìn)一步提高油水分離的效率和擴(kuò)大應(yīng)用環(huán)境的范圍,通過ATRP技術(shù)在棉織物表面接枝了具有pH和溫度雙響應(yīng)性的聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)。采用SEM、IR和CA等分析技術(shù)對棉織物接枝前后的表面形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)以及pH響應(yīng)性質(zhì)和溫敏響應(yīng)性能等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,該接枝織物具備溫度和pH的雙重響應(yīng)性能,織物轉(zhuǎn)變的pH為5~7,pH為6.5時最低臨界相轉(zhuǎn)變溫度(LCST)約為40~50 oC。接枝織物在pH為1時可以在油中吸水;在pH為13時,可以在水中吸油。在高pH下,織物在水中吸油的質(zhì)量接近本身質(zhì)量的4倍,而在低pH下,織物吸附的油能脫吸附,利于織物的重復(fù)利用和油的回收。
【關(guān)鍵詞】：原子轉(zhuǎn)移自由基聚合 染料中間體整理法 pH、溫度雙響應(yīng) 表面親水性 油水分離
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TS106.6;X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 課題的背景及意義12-13
• 1.2 常規(guī)油水分離的方法及材料13-15
• 1.2.1 常規(guī)的油水分離方法13-14
• 1.2.2 常規(guī)油水分離材料14-15
• 1.3 浸潤性油水分離材料的研究15-19
• 1.3.1 疏水-親油型油水分離材料16-17
• 1.3.2 親水-疏油型油水分離材料17-18
• 1.3.3 智能型油水分離材料18-19
• 1.4 環(huán)境響應(yīng)型聚合物的研究與應(yīng)用19-21
• 1.5 原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)21-22
• 1.5.1 聚合物接枝到纖維表面的方法21
• 1.5.2 原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）21-22
• 1.6 本課題研究選題意義及內(nèi)容22-24
• 1.6.1 選題意義22-23
• 1.6.2 研究內(nèi)容23-24
• 1.6.2.1 棉織物表面氨基化方法的優(yōu)化23
• 1.6.2.2 pH響應(yīng)型吸附材料的制備與應(yīng)用23
• 1.6.2.3 pH、溫度雙響應(yīng)型吸附材料的制備與應(yīng)用23-24
• 第二章 棉織物表面氨基化方法的優(yōu)化24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分24-27
• 2.2.1 材料與儀器24-25
• 2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與藥品24-25
• 2.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法25-26
• 2.2.2.1 氨基硅油整理25-26
• 2.2.2.2 APTES整理26
• 2.2.2.3 CDATA整理26
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)表征方法26-27
• 2.2.3.1 白度的測定26
• 2.2.3.2 柔軟性能的評價26
• 2.2.3.3 衰減全反射傅里葉變換紅外光譜（ATR-FTIR）測試26
• 2.2.3.4 掃描電子顯微鏡（SEM）測試26
• 2.2.3.5 視頻接觸角儀（CA）測試26
• 2.2.3.6 氨基密度的測定方法26-27
• 2.3 結(jié)果與討論27-32
• 2.3.1 氨基密度的測定27-30
• 2.3.1.1 氨基硅油硅含量的測定27-28
• 2.3.1.2 APTES氨基密度測試28-29
• 2.3.1.3 CDATA氨基密度測試29-30
• 2.3.2 傅里葉紅外光譜儀（FTIR）的測定30
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）測試30-31
• 2.3.4 潤濕性能的測定31
• 2.3.5 不同接枝位點(diǎn)引入方法的比較31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 pH響應(yīng)型吸附材料的制備與應(yīng)用33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-35
• 3.2.1 材料與儀器33-34
• 3.2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與藥品33
• 3.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器33-34
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法34
• 3.2.2.1 CDATA整理34
• 3.2.2.2 接引發(fā)劑34
• 3.2.2.3 聚合反應(yīng)34
• 3.2.2.4 聚合動力學(xué)研究34
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)表征方法34-35
• 3.2.3.1 接枝率34-35
• 3.2.3.2 衰減全反射傅里葉變換紅外光譜（ATR-FTIR）測試35
• 3.2.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）測試35
• 3.2.3.4 視頻接觸角儀（CA）測試35
• 3.2.3.5 X射線光電子能譜儀（XPS）測試35
• 3.2.3.6 油水分離性能測試35
• 3.2.3.7 選擇性吸附性能測試35
• 3.3 結(jié)果與討論35-42
• 3.3.1 pH響應(yīng)性吸附材料的制備35-36
• 3.3.2 聚合物動力學(xué)研究36-37
• 3.3.3 織物接枝前后樣品的測試與表征37-38
• 3.3.3.1 X射線光電子能譜儀（XPS）測試37
• 3.3.3.2 傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）測試37-38
• 3.3.3.3 掃描電鏡（SEM）測試38
• 3.3.4 接枝織物的pH響應(yīng)性能測試38-39
• 3.3.5 接枝織物的油水分離研究39-42
• 3.3.5.1 接枝織物的油水分離效果研究39-40
• 3.3.5.2 接枝織物的選擇性吸附效果研究40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 pH、溫度雙響應(yīng)型吸附材料的制備與應(yīng)用43-56
• 4.1 引言43
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分43-46
• 4.2.1 材料與儀器43-44
• 4.2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與藥品43-44
• 4.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器44
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法44-45
• 4.2.2.1 CDATA整理44
• 4.2.2.2 接引發(fā)劑44
• 4.2.2.3 聚合反應(yīng)44
• 4.2.2.4 聚合動力學(xué)研究44-45
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)表征方法45-46
• 4.2.3.1 接枝率45
• 4.2.3.2 衰減全反射傅里葉變換紅外光譜（ATR-FTIR）測試45
• 4.2.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）測試45
• 4.2.3.4 視頻接觸角儀（CA）測試45
• 4.2.3.5 X射線光電子能譜儀（XPS）測試45
• 4.2.3.6 油水分離性能測試45
• 4.2.3.7 油水分離效果測試45-46
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論46-54
• 4.3.1 pH、溫度雙響應(yīng)吸附材料的制備46
• 4.3.2 聚合動力學(xué)的研究46-47
• 4.3.3 織物接枝前后樣品的測試與表征47-49
• 4.3.3.1 不同接枝率棉布的X射線光電子能譜圖（XPS）測試47-48
• 4.3.3.2 不同接枝率棉布的紅外（FTIR）測試48-49
• 4.3.3.3 不同接枝率棉布的掃描電鏡（SEM）測試49
• 4.3.4 不同接枝率棉布的溫度和pH響應(yīng)性能測試49-51
• 4.3.5 接枝織物的油水分離研究51-54
• 4.3.5.1 接枝織物的油水分離的效果研究51-52
• 4.3.5.2 接枝織物的吸附性能研究52-53
• 4.3.5.3 接枝織物油水分離中吸附脫吸附性能研究53-54
• 4.3.5.4 接枝織物的油水分離重復(fù)利用性能研究54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 總結(jié)56-57
• 5.2 不足與展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-68
• 攻讀學(xué)位期間成果68-69
• 致謝69

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