高分子材料在水處理劑制備中的應(yīng)用與研究
發(fā)布時(shí)間:2024-03-09 00:32
水資源短缺是我國(guó)面臨的關(guān)系到國(guó)際民生的重大問題,而對(duì)水體污染的治理更是重中之重。目前,水體污染的成分復(fù)雜多樣,一般水處理的步驟可分為三級(jí)處理,本論文主要研究了可用于二、三級(jí)水處理中的陽離子型淀粉改性絮凝劑和β-環(huán)糊精類納米纖維吸附劑,討論了材料制備時(shí)的影響因素及其水處理性能,并對(duì)材料進(jìn)行了表征。主要內(nèi)容包括以下三個(gè)方面: (1)研究討論了聚合溫度、聚合反應(yīng)時(shí)間、單體配比、引發(fā)劑濃度、尿素加量、陽離子化條件等對(duì)陽離子型淀粉接枝丙烯酰胺聚合產(chǎn)物的影響,并確定了最佳的工藝條件為:聚合溫度為50℃,聚合反應(yīng)時(shí)間為3h,淀粉與丙烯酰胺單體最佳質(zhì)量比1:3.2,引發(fā)劑濃度為0.9x10-3g/L,尿素量為2.5g,丙烯酰胺、二甲胺與甲醛的最佳摩爾比為1:1:1.2,陽離子化溫度為65℃,陽離子化反應(yīng)時(shí)間為2h。通過紅外、SEM形貌及熱失重表征,確定了淀粉接枝聚合物的成功合成,顯示了其與淀粉在結(jié)構(gòu)上的差異。 (2)采用摻雜和去摻雜無機(jī)納米粒子法并利用靜電紡絲技術(shù)制備了多孔β-環(huán)糊精/聚丙烯腈納米纖維,選用Fe2O3為摻雜的無機(jī)納米粒子,研究了Fe2O3摻雜量對(duì)電紡液電導(dǎo)率、復(fù)合納米纖維的形貌、比表面...
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 高分子水處理絮凝劑
1.1.1 絮凝劑的發(fā)展
1.1.1.1 傳統(tǒng)的無機(jī)絮凝劑
1.1.1.2 無機(jī)高分子絮凝劑
1.1.1.3 有機(jī)高分子絮凝劑
1.1.1.4 微生物絮凝劑
1.1.2 淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.1.2.1 淀粉的概述
1.1.2.2 淀粉的結(jié)構(gòu)
1.1.2.3 淀粉的性質(zhì)
1.1.3 淀粉改性絮凝劑的研究
1.1.3.1 淀粉改性絮凝劑的概述
1.1.3.2 淀粉改性絮凝劑的研究進(jìn)展
1.1.3.3 淀粉改性絮凝劑的合成
1.1.3.4 淀粉改性絮凝劑的應(yīng)用
1.2 超分子水處理吸附劑
1.2.1 超分子化學(xué)的研究進(jìn)展
1.2.2 環(huán)糊精的性質(zhì)及其應(yīng)用
1.2.2.1 環(huán)糊精的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展
1.2.2.2 環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.2.2.3 環(huán)糊精聚合物
1.2.2.4 環(huán)糊精的應(yīng)用
1.2.3 靜電紡絲技術(shù)
1.2.4 納米纖維在水處理中的應(yīng)用
1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容及特色
第二章 陽離子型淀粉接枝丙烯酰胺絮凝劑
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及主要儀器
2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.2.1 改性天然高分子聚合物的合成
2.2.2.2 主要指標(biāo)的測(cè)定
2.2.2.3 制備工藝條件的確定
2.2.2.4 性能測(cè)試與表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 工藝條件對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.1 淀粉(ST)與丙烯酰胺(AM)的質(zhì)量比對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.2 引發(fā)劑濃度對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.3 反應(yīng)溫度對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.5 尿素對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.6 二甲胺對(duì)陽離子化反應(yīng)的影響
2.3.1.7 甲醛對(duì)陽離子化反應(yīng)的影響
2.3.1.8 陽離子化時(shí)間對(duì)陽離子化的影響
2.3.1.9 陽離子化溫度對(duì)陽離子化的影響
2.3.2 性能測(cè)試與表征
2.3.2.1 聚合物的紅外表征(FT-IR)
2.3.2.2 聚合物的形貌表征(FE-SEM)
2.3.2.3 聚合物的熟失重表征(TGA)
2.4 本章小結(jié)
第三章 納米三氧化二鐵/β-環(huán)糊精/聚丙烯腈(PAN)納米纖維的制備及其對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及主要儀器
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.2.1 三氧化二鐵納米粒子的制備
3.2.2.2 納米三氧化二鐵/β-環(huán)糊精/聚丙烯腈電紡納米纖維的制備
3.2.2.3 三氧化二鐵/β-環(huán)糊精/聚丙烯腈電紡納米纖維的刻蝕
3.2.2.4 電紡納米纖維對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附
3.2.2.5 性能的測(cè)試與表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的紅外表征
3.3.2 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的形貌分析(FE-SEM)
3.3.3 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的形貌分析(TEM)
3.3.4 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的的熱失重分析(TGA)
3.3.5 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的XRD表征
3.3.6 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維電紡溶液的電導(dǎo)率
3.3.7 纖維的比表面積測(cè)試(BET)
3.3.8 電紡納米纖維對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附
3.3.8.1 MB紫外標(biāo)準(zhǔn)曲線
3.3.8.2 電紡納米纖維對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附
3.4 本章小結(jié)
第四章 β-CDP/PAN納米纖維對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及主要儀器
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.2.1 β-環(huán)糊精聚合物的制備合成
4.2.2.2 β-CDP/PAN電紡納米纖維的制備
4.2.2.3 性能測(cè)試與表征
4.2.2.4 吸附實(shí)驗(yàn)
4.2.2.5 脫附實(shí)驗(yàn)
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 CDP/PAN電紡納米纖維的紅外表征
4.3.2 CDP/PAN電紡納米纖維的形貌分析
4.3.3 CDP/PAN電紡溶液穩(wěn)態(tài)粘度分析
4.3.4 吸附實(shí)驗(yàn)
4.3.4.1 靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)曲線
4.3.4.2 靜態(tài)吸附等溫線
4.3.4.3 溫度對(duì)吸附作用的影響
4.3.4.4 吸附熱力學(xué)
4.3.5 脫附實(shí)驗(yàn)
4.3.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
已發(fā)表或待發(fā)表的文章及專利
致謝
本文編號(hào):3922629
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 高分子水處理絮凝劑
1.1.1 絮凝劑的發(fā)展
1.1.1.1 傳統(tǒng)的無機(jī)絮凝劑
1.1.1.2 無機(jī)高分子絮凝劑
1.1.1.3 有機(jī)高分子絮凝劑
1.1.1.4 微生物絮凝劑
1.1.2 淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.1.2.1 淀粉的概述
1.1.2.2 淀粉的結(jié)構(gòu)
1.1.2.3 淀粉的性質(zhì)
1.1.3 淀粉改性絮凝劑的研究
1.1.3.1 淀粉改性絮凝劑的概述
1.1.3.2 淀粉改性絮凝劑的研究進(jìn)展
1.1.3.3 淀粉改性絮凝劑的合成
1.1.3.4 淀粉改性絮凝劑的應(yīng)用
1.2 超分子水處理吸附劑
1.2.1 超分子化學(xué)的研究進(jìn)展
1.2.2 環(huán)糊精的性質(zhì)及其應(yīng)用
1.2.2.1 環(huán)糊精的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展
1.2.2.2 環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.2.2.3 環(huán)糊精聚合物
1.2.2.4 環(huán)糊精的應(yīng)用
1.2.3 靜電紡絲技術(shù)
1.2.4 納米纖維在水處理中的應(yīng)用
1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容及特色
第二章 陽離子型淀粉接枝丙烯酰胺絮凝劑
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及主要儀器
2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.2.1 改性天然高分子聚合物的合成
2.2.2.2 主要指標(biāo)的測(cè)定
2.2.2.3 制備工藝條件的確定
2.2.2.4 性能測(cè)試與表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 工藝條件對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.1 淀粉(ST)與丙烯酰胺(AM)的質(zhì)量比對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.2 引發(fā)劑濃度對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.3 反應(yīng)溫度對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.5 尿素對(duì)接枝共聚反應(yīng)的影響
2.3.1.6 二甲胺對(duì)陽離子化反應(yīng)的影響
2.3.1.7 甲醛對(duì)陽離子化反應(yīng)的影響
2.3.1.8 陽離子化時(shí)間對(duì)陽離子化的影響
2.3.1.9 陽離子化溫度對(duì)陽離子化的影響
2.3.2 性能測(cè)試與表征
2.3.2.1 聚合物的紅外表征(FT-IR)
2.3.2.2 聚合物的形貌表征(FE-SEM)
2.3.2.3 聚合物的熟失重表征(TGA)
2.4 本章小結(jié)
第三章 納米三氧化二鐵/β-環(huán)糊精/聚丙烯腈(PAN)納米纖維的制備及其對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及主要儀器
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.2.1 三氧化二鐵納米粒子的制備
3.2.2.2 納米三氧化二鐵/β-環(huán)糊精/聚丙烯腈電紡納米纖維的制備
3.2.2.3 三氧化二鐵/β-環(huán)糊精/聚丙烯腈電紡納米纖維的刻蝕
3.2.2.4 電紡納米纖維對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附
3.2.2.5 性能的測(cè)試與表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的紅外表征
3.3.2 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的形貌分析(FE-SEM)
3.3.3 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的形貌分析(TEM)
3.3.4 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的的熱失重分析(TGA)
3.3.5 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維的XRD表征
3.3.6 Fe2O3/β-CD/PAN納米纖維電紡溶液的電導(dǎo)率
3.3.7 纖維的比表面積測(cè)試(BET)
3.3.8 電紡納米纖維對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附
3.3.8.1 MB紫外標(biāo)準(zhǔn)曲線
3.3.8.2 電紡納米纖維對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附
3.4 本章小結(jié)
第四章 β-CDP/PAN納米纖維對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及主要儀器
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.2.1 β-環(huán)糊精聚合物的制備合成
4.2.2.2 β-CDP/PAN電紡納米纖維的制備
4.2.2.3 性能測(cè)試與表征
4.2.2.4 吸附實(shí)驗(yàn)
4.2.2.5 脫附實(shí)驗(yàn)
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 CDP/PAN電紡納米纖維的紅外表征
4.3.2 CDP/PAN電紡納米纖維的形貌分析
4.3.3 CDP/PAN電紡溶液穩(wěn)態(tài)粘度分析
4.3.4 吸附實(shí)驗(yàn)
4.3.4.1 靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)曲線
4.3.4.2 靜態(tài)吸附等溫線
4.3.4.3 溫度對(duì)吸附作用的影響
4.3.4.4 吸附熱力學(xué)
4.3.5 脫附實(shí)驗(yàn)
4.3.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
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本文編號(hào):3922629
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