本文關(guān)鍵詞：靜電紡絲制備海藻酸鈉基復(fù)合納米纖維及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 靜電紡絲 海藻酸鈉 二氧化鈦 羧基化碳納米管 重金屬離子 吸附

【摘要】：海藻酸鈉(SA)是一種天然帶負電荷的線性聚電解質(zhì),其分子鏈上含有大量的羥基和羧基。SA中的金屬鈉離子能與其它重金屬離子發(fā)生離子交換,從而能夠與金屬離子發(fā)生絡(luò)合作用,因此具有吸附重金屬離子的能力,可作為吸附重金屬離子的吸附材料。本文研究了SA/PEO/PVA復(fù)合納米纖維膜的靜電紡絲工藝,并與TiO2和CNTs-COOH無機納米粒子復(fù)合,制得SA/PEO/PVA/TiO:和SA/PEO/PVA/CNTs-COOH復(fù)合納米纖維膜,將研究其對廢水中的重金屬離子的吸附特性。論文的研究工作主要包括以下三個部分：(1)采用靜電紡絲技術(shù)制備SA/PEO/PVA復(fù)合納米纖維膜,利用CaCl2溶液進行交聯(lián)改性,提高其抗水性。通過掃描電鏡、紅外光譜等測試手段對比分析了交聯(lián)前后納米纖維膜形貌及性能的變化。實驗發(fā)現(xiàn),制備SA/PEO/PVA復(fù)合納米纖維膜的最佳工藝條件為：SA的含量為2.0wt%,擠出速率為1.5mL/h,紡絲電壓為16kV,接收距離為20cm,在此條件下制得的SA/PEO/PVA復(fù)合納米纖維直徑為329.68nm。(2)采用超聲處理使納米TiO2和CNTs-COOH顆粒均勻分散于SA/PEO/PVA溶液中,制得不同比例的紡絲溶液,在上述最佳工藝參數(shù)條件下進行靜電紡絲,制得SA/PEO/PVA/TiO:和SA/PEO/PVA/CNTs-COOH復(fù)合納米纖維膜,其直徑均低于SA/PEO/PVA納米纖維膜。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(FTIR)、熱重分析(TG)、X射線衍射(XRD)等方法對靜電紡納米纖維膜的結(jié)構(gòu)和性能進行了表征。(3)將SA/PEO/PVA 、SA/PEO/PVA/TiO2和SA/PEO/PVA/CNTs-COOH復(fù)合納米纖維膜用于Cu2+、Pb2+和Cr6+的吸附研究,分析了溶液中離子的初始濃度,溶液pH值、接觸時間和溶液溫度等吸附條件對吸附容量的影響；通過等溫吸附模型和動力學(xué)方程對Cu2+、Pb2+和Cr6+的吸附行為進行分析,發(fā)現(xiàn)Freundlich吸附模型能夠更好的評價復(fù)合納米纖維膜的吸附性能,而膜的吸附性能則符合準二級動力學(xué)。同時發(fā)現(xiàn)SA/PEO/PVA 、SA/PEO/PVA/TiO2和SA/PEO/PVA/ CNTs-COOH復(fù)合納米纖維膜具備很好的再生性能。
【關(guān)鍵詞】：靜電紡絲 海藻酸鈉 二氧化鈦 羧基化碳納米管 重金屬離子 吸附
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ340.64
【目錄】：

• 學(xué)位論文的主要創(chuàng)新點3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 靜電紡絲9-13
• 1.1.1 靜電紡絲的設(shè)備及原理9
• 1.1.2 靜電紡絲納米纖維的應(yīng)用9-13
• 1.2 二氧化鈦與碳納米管13-16
• 1.2.1 簡介13-14
• 1.2.2 二氧化鈦、碳納米管在吸附材料中的應(yīng)用14-15
• 1.2.3 二氧化鈦、碳納米管靜電紡絲現(xiàn)狀15-16
• 1.3 海藻酸鈉16-19
• 1.3.1 簡介16-17
• 1.3.2 海藻酸鹽在吸附材料中的應(yīng)用17-18
• 1.3.3 海藻酸鈉靜電紡絲現(xiàn)狀18-19
• 1.4 本課題的研究目的、內(nèi)容及意義19-21
• 1.4.1 課題研究的內(nèi)容19-20
• 1.4.2 課題研究的意義20-21
• 第二章 靜電紡絲制備SA/PEO/PVA納米纖維及其性能表征21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 實驗部分21-24
• 2.2.1 實驗原料與設(shè)備21-22
• 2.2.2 靜電紡絲制備SA/PEO/PVA復(fù)合納米纖維22-24
• 2.2.3 性能測試與表征24
• 2.3 結(jié)果與討論24-34
• 2.3.1 工藝參數(shù)對纖維直徑及分布的影響24-29
• 2.3.2 SA/PEO/PVA復(fù)合納米纖維膜的交聯(lián)改性29-31
• 2.3.3 親水性分析31-32
• 2.3.4 紅外波譜(FTIR)分析32-33
• 2.3.5 熱重(TG)分析33-34
• 2.3.6 X射線衍射(XRD)分析34
• 2.4 本章小結(jié)34-37
• 第三章 SA/PEO/PVA/TiO_2復(fù)合納米纖維的制備及其性能表征37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 實驗部分37-40
• 3.2.1 實驗原料與設(shè)備37-38
• 3.2.2 靜電紡絲制備SA/PEO/PVA/TiO_2復(fù)合納米纖維38
• 3.2.3 性能測試與表征38-40
• 3.3 結(jié)果與討論40-47
• 3.3.1 SA/PEO/PVA/TiO_2復(fù)合納米纖維膜的形貌分析40-41
• 3.3.2 復(fù)合納米纖維膜性能表征41-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 SA/PEO/PVA/CNTs-COOH復(fù)合納米纖維的制備及其性能表征49-61
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗部分49-51
• 4.2.1 實驗原料與設(shè)備49-50
• 4.2.2 靜電紡絲制備SA/PEO/PVA/CNTs-COOH納米纖維50-51
• 4.2.3 性能測試與表征51
• 4.3 結(jié)果與討論51-60
• 4.3.1 SA/PEO/PVA/CNTs-COOH復(fù)合納米纖維的形貌分析51-54
• 4.3.2 復(fù)合納米纖維膜性能表征54-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 海藻酸鈉基復(fù)合納米纖維重金屬離子吸附性能的研究61-89
• 5.1 引言61
• 5.2 實驗部分61-64
• 5.2.1 實驗原料與設(shè)備61-62
• 5.2.2 重金屬離子溶液的制備62
• 5.2.3 標準曲線的繪制62
• 5.2.4 重金屬離子吸附實驗62-64
• 5.2.5 解吸性能研究64
• 5.3 結(jié)果與討論64-87
• 5.3.1 溶液吸光度-重金屬離子濃度標準曲線的繪制64-66
• 5.3.2 吸附實驗影響因素分析66-72
• 5.3.3 吸附動力學(xué)研究72-77
• 5.3.4 吸附熱力學(xué)研究77-84
• 5.3.5 纖維膜的解吸附性能84-85
• 5.3.6 吸附性能比較85-87
• 5.4 本章小結(jié)87-89
• 第六章 結(jié)論與展望89-91
• 6.1 結(jié)論89-90
• 6.2 展望90-91
• 參考文獻91-97
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文97-99
• 致謝99

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本文編號：896294