磁性丙烯酸系功能化树脂的制备及在水处理中的应用

发布时间：2017-07-28 09:21

  本文关键词：磁性丙烯酸系功能化树脂的制备及在水处理中的应用

  更多相关文章： 磁性树脂 季铵化改性 腐殖酸 检测性分级 再生

【摘要】：我国饮用水水源污染严重,NOMs (Natural Organic Matters, NOMs)是其中重要污染物之一,其不仅增加了水体的色度,影响水体的感官效果,而且是消毒副产物的重要前体,增加了饮用水消毒过程的健康安全隐患。水中的NOMs具有荷负电、分子量分布广的特征。与常规活性炭吸附相比,离子交换技术对NOMs的去处更加有效,在饮用水处理中的应用越发广泛。本研究采用悬浮聚合法成功制备了强碱性丙烯酸系磁性阴离子交换树脂(m-PGMA),并考察了m-PGMA对以溶解性腐殖酸为代表的NOMs的去除效果。通过比较季铵化改性前后树脂去除溶解性腐殖质的分子量和亲疏水性特征,评价了树脂基材吸附对该过程的贡献,以及对m-PGMA树脂再生效果的影响。得到的主要结论如下：m-PGMA树脂以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体、油酸改性的Fe3O4为磁核。树脂为球状,含水率70.3%,离子交换容量为2.01mEq/g;粒径分布80～100μm,比表面积25.53m2/g,平均孔径2.75nm。树脂呈核壳式结构,Fe3O4位于树脂内部,在外加磁场下可以实现树脂的快速高效分离。通过改变转速可以有效控制树脂的粒径。当转速降低至510r/min、420r/min,分别得到粒径分布210～250μm和290～330 μm的树脂。m-PGMA树脂对溶解性腐殖酸的去除具有速率快、效率高的优点。该动力学过程符合准二级动力学模型。树脂粒径越小,对溶解性腐殖酸的吸附速率越快。通过Boyd模型可知,其吸附过程液膜扩散占主导作用。树脂去除溶解性腐殖酸的热力学平衡可以用Freundlich等温线方程拟合。改性前的树脂对溶解性腐殖酸的去除主要通过疏水作用和苯环间π-π作用等物理吸附。改性后的m-PGMA树脂可以通过离子交换作用和物理作用去除腐殖酸。通过比较季铵化改性前后树脂去除溶解性腐殖酸的分子量和亲疏水性特征发现,未改性的树脂对于小分子量(10 KDa)组分的去除效果略好于大分子量(100 KDa)组分,而对于疏水性组分去除效果远优于亲水性组分；改性后的树脂对于各组分腐殖酸的去除性能均有显著提升,特别是大分子量组分和亲水性组分。被树脂基材所吸附的大分子疏水性组分不能通过10%NaCl进行再生,因此表现为树脂初次再生时再生效率的显著下降(下降幅度6%),此后再生效率的下降率平稳在1%左右。
【关键词】：磁性树脂 季铵化改性 腐殖酸 检测性分级 再生
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ324.8;TU991.2
【目录】：

• 学位论文的主要创新点3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 水中NOMs污染9-10
• 1.2 NOMs的去除技术研究进展10-15
• 1.2.1 强化混凝10
• 1.2.2 化学氧化10-11
• 1.2.3 膜过滤11-12
• 1.2.4 吸附去除法12-15
• 1.3 磁性树脂技术概述及应用研究进展15-19
• 1.3.1 磁性树脂的简介15-16
• 1.3.2 磁性树脂在水处理中的应用16-17
• 1.3.3 磁性离子交换树脂的制备17-19
• 1.4 研究的内容及意义19-21
• 1.4.1 研究内容19
• 1.4.2 研究意义19-20
• 1.4.3 技术路线图20-21
• 第二章 实验材料与方法21-31
• 2.1 实验仪器及试剂21-23
• 2.2 实验方法23-28
• 2.2.1 四氧化三铁纳米颗粒的制备与油酸改性23
• 2.2.2 磁性树脂的制备过程23-24
• 2.2.3 吸附动力学实验24-25
• 2.2.4 吸附热力学实验25
• 2.2.5 溶解性腐殖酸检测性分级方法25-27
• 2.2.6 吸附再生方法27-28
• 2.3 分析与表征方法28-31
• 2.3.1 腐殖酸浓度测定方法28
• 2.3.2 m-PGMA树脂的表征方法28-31
• 第三章 m-PGMA树脂的表征及分析31-37
• 3.1 红外光谱分析31-32
• 3.2 X-射线衍射分析32-33
• 3.3 m-PGMA的磁性能33
• 3.4 m-PGMA树脂的形貌表征33-35
• 3.5 m-PGMA树脂的含水率、离子交换容量、比表面积表征35
• 3.6 本章小结35-37
• 第四章 m-PGM去除溶解性腐殖酸性能研究37-51
• 4.1 m-PGMA树脂去除腐殖酸的动力学研究37-41
• 4.2 m-PGMA树脂对腐殖酸的吸附等温线41-44
• 4.3 季铵化改性前后m-PGMA树脂对腐殖酸的吸附性能研究44-49
• 4.3.1 腐殖酸去除性能44-45
• 4.3.2 分子量特征45-47
• 4.3.3 亲疏水性特征47-49
• 4.4 m-PGMA树脂的吸附再生性能研究49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 展望52-53
• 参考文献53-61
• 发表论文和参加科研情况说明61-63
• 致谢63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 童心洁;闫福安;唐美超;;环氧树脂改性水性丙烯酸酯树脂及其玻璃烤漆研究(二)[J];中国涂料;2013年02期

2 ;氟树脂改性石棉隔膜简述[J];氯碱工业;1979年Z1期

3 魏晓安;徐建清;陈亦斌;何卫东;;氯醋树脂的改性及性能表征[J];化工时刊;2006年05期

4 张代平，王惠忠，王华年;呋喃树脂改性研究[J];化学建材;1994年03期

5 ;水溶性二甲苯树脂改性亚麻仁油自干电泳漆[J];涂料工业;1970年Z1期

6 王岩,翟滨;酚渣油树脂改性醇酸树脂的研究[J];大连轻工业学院学报;1998年04期

7 ;水溶性氨基树脂改性酚醛油静电喷漆[J];涂料工业;1970年Z1期

8 罗成明;;K-树脂的开发及应用[J];现代塑料加工应用;1992年05期

9 时君友，葛建梅，刘光远，，乐磊，王喜军;酚醛树脂改性的亚硫酸盐废液胶粘剂应用研究[J];林产工业;1997年03期

10 ;己内酯在丙烯酸类树脂中的应用[J];上海涂料;2004年03期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 莫羡忠;廖正福;甘春芳;;氨基树脂改性丙烯酸/蒙脱土纳米复合胶膜的制备与表征[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王锋;紫外光固化树脂的合成及其涂膜的性能研究[D];华南理工大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 王洋超;功能性光固化单体及树脂的合成研究[D];河北工业大学;2015年

2 许金明;磁性丙烯酸系功能化树脂的制备及在水处理中的应用[D];天津工业大学;2016年

3 王远震;环状对苯二甲酸丁二醇酯的开环聚合及其增韧双马来酰亚胺树脂的研究[D];苏州大学;2015年

4 陈晓霞;煤制酚醛树脂的制备及其在铸造中的应用研究[D];山东科技大学;2006年

5 孙永春;乙二醛/三聚氰胺/尿素共缩聚树脂的制备性质及应用的研究[D];华南理工大学;2015年

6 伍青春;醛酮改性水性聚氨酯乳液的制备及其在油墨中的应用研究[D];湖南大学;2012年

7 宋小金;树脂改性半刚性面层复合材料疲劳性能研究[D];长沙理工大学;2006年

本文编号：583352