纳米聚苯乙烯/活性炭复合材料的制备及其吸附性能研究
发布时间：2022-02-10 00:51
当前,空气中挥发性有机物（VOCs）对人体健康的危害日益严重,空气中VOCs常用的检测方法是固体吸附剂富集,解吸,仪器测定。VOCs的吸附采集是检测的第一步,结果直接影响色谱分析,因此吸附剂的选择十分重要。活性炭吸附剂作为广泛使用的吸附剂具有比表面积大、孔隙结构发达、吸附性能好的特点。有机化合物依靠较弱的范德华引力吸附在活性炭表面,吸附量有限,检测灵敏度不高。由于活性炭的吸附性能受其物理结构和表面化学性质影响,因此通过硅烷偶联剂对活性炭进行表面化学改性,并将改性后的活性炭与纳米聚苯乙烯微球进行复合,可以改变活性炭的吸附性能。本文将经稻壳碱化脱硅处理后,使用磷酸浸渍,高温活化制备活性炭。研究了浸渍比,活化时间,活化温度对活性炭产率及四氯化碳吸附值的影响。通过氮气吸附对活性炭的孔径分布及比表面积进行测试。通过乙烯基三乙氧基硅烷对活性炭进行改性。苯乙烯为单体,十二烷基苯磺酸钠为乳化剂,过硫酸钾为引发剂,通过乳液聚合法制备了纳米聚苯乙烯微球,并确定了最佳的反应条件。将纳米聚苯乙烯微球与经硅烷偶联剂改性后的活性炭进行复合。通FT-IR和SEM等测试手段对产物结构、形貌进行表征,结果表面活性炭表面...
【文章来源】：齐齐哈尔大学黑龙江省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环境空气中VOCs的测定方法
-15-图2.1 气体采样装置1-气体采集袋，2-固体吸附剂，3-转子流量计，4-真空泵Fig. 2.1 Gas sampling device1- gas collection bag, 2-solid adsorbent, 3-rotameter, 4-vacuum pump2.3.3 实际样品测试称取 0.3 g 复合材料，制成吸附管，将吸附管置于实验室中，连接转子流量计、真空泵。开通真空泵后，调节转子流量计使气体以 150 mL/min 流量通过吸附管，采样结束后用 2 mL 二硫化碳对吸附剂超声振荡解吸 20 min，解吸液通过 0.22 μm 有机相过滤头进行过滤
结果与讨论 合成机理乳液聚合过程分为 3 个阶段：成核阶段，常规乳液聚合反应中，单体在乳化剂的作被增溶在乳化剂的胶束内，同时引发剂溶于反应介质中会分解产生自由基，自由基以扩散进入增溶胶束中吸附单体、乳化剂形成乳胶粒，并引发聚合反应。另外一些滴形式存在的单体又会扩散进入乳胶粒并参与反应，使乳胶粒长大。乳胶束表面的剂分子在经扩散后吸附于胶粒表面从而稳定持续增长的乳胶粒。当乳胶束消失时，核停止。匀速阶段，反应体系中的乳胶粒数量无明显的变化，以液滴形式存在的单续扩散进入乳胶粒中参与乳液聚合反应，乳胶粒不断长大。降速阶段，随着单体液及乳胶粒中剩余的单体均消耗殆尽时，反应结束。图 3.1 为乳液聚合过程的图示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]分散聚合法制备聚去氢枞酸丙烯酸乙二醇酯微球[J]. 韩海威,李阳,李光华,廖芳,段文贵. 高分子材料科学与工程. 2016(11)
[2]国家环境标准中挥发性有机物分析方法的研究进展[J]. 张展毅,曾凡进,朱智成,程小谷,曾立民. 环境监测管理与技术. 2016(05)
[3]挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术[J]. 刘宇麟. 干旱环境监测. 2016(02)
[4]活性炭吸附法在挥发性有机物治理中的应用研究进展[J]. 许伟,刘军利,孙康. 化工进展. 2016(04)
[5]空气中挥发性有机物在线监测技术研究进展[J]. 杨焕明. 绿色环保建材. 2016(02)
[6]热脱附-气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定环境空气中的挥发性有机物[J]. 冯丽丽,胡晓芳,于晓娟,张文英. 色谱. 2016(02)
[7]乳液聚合法合成聚苯乙烯高分子微球及表征[J]. 高海涛,马小华. 化工新型材料. 2013(07)
[8]碱改性活性炭表面特征及其吸附甲烷的研究[J]. 张梦竹,李琳,刘俊新,孙永军,李国滨. 环境科学. 2013(01)
[9]酸改性活性炭对甲苯、甲醇的吸附性能[J]. 李立清,梁鑫,石瑞,顾庆伟,姚小龙,唐琳,刘峥. 化工学报. 2013(03)
[10]高分子吸附树脂对VOCs的动态吸附及其穿透模型[J]. 殷操,卢晗锋,王罡,顾勇义,黄海凤. 浙江工业大学学报. 2012(04)
博士论文
[1]磷酸法自成型木质颗粒活性炭的制备过程与机理研究[D]. 林冠烽.中国林业科学研究院 2013
硕士论文
[1]改性活性炭吸附含水气的甲苯废气的性能研究[D]. 张树鹏.西安建筑科技大学 2013
[2]新型聚合物改性活性炭功能复合材料的制备及性能研究[D]. 张际亮.江苏大学 2009
[3]多孔聚合物—活性炭纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 王改娟.江苏大学 2008
本文编号：3617947
【文章来源】：齐齐哈尔大学黑龙江省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环境空气中VOCs的测定方法
-15-图2.1 气体采样装置1-气体采集袋，2-固体吸附剂，3-转子流量计，4-真空泵Fig. 2.1 Gas sampling device1- gas collection bag, 2-solid adsorbent, 3-rotameter, 4-vacuum pump2.3.3 实际样品测试称取 0.3 g 复合材料，制成吸附管，将吸附管置于实验室中，连接转子流量计、真空泵。开通真空泵后，调节转子流量计使气体以 150 mL/min 流量通过吸附管，采样结束后用 2 mL 二硫化碳对吸附剂超声振荡解吸 20 min，解吸液通过 0.22 μm 有机相过滤头进行过滤
结果与讨论 合成机理乳液聚合过程分为 3 个阶段：成核阶段，常规乳液聚合反应中，单体在乳化剂的作被增溶在乳化剂的胶束内，同时引发剂溶于反应介质中会分解产生自由基，自由基以扩散进入增溶胶束中吸附单体、乳化剂形成乳胶粒，并引发聚合反应。另外一些滴形式存在的单体又会扩散进入乳胶粒并参与反应，使乳胶粒长大。乳胶束表面的剂分子在经扩散后吸附于胶粒表面从而稳定持续增长的乳胶粒。当乳胶束消失时，核停止。匀速阶段，反应体系中的乳胶粒数量无明显的变化，以液滴形式存在的单续扩散进入乳胶粒中参与乳液聚合反应，乳胶粒不断长大。降速阶段，随着单体液及乳胶粒中剩余的单体均消耗殆尽时，反应结束。图 3.1 为乳液聚合过程的图示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]分散聚合法制备聚去氢枞酸丙烯酸乙二醇酯微球[J]. 韩海威,李阳,李光华,廖芳,段文贵. 高分子材料科学与工程. 2016(11)
[2]国家环境标准中挥发性有机物分析方法的研究进展[J]. 张展毅,曾凡进,朱智成,程小谷,曾立民. 环境监测管理与技术. 2016(05)
[3]挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术[J]. 刘宇麟. 干旱环境监测. 2016(02)
[4]活性炭吸附法在挥发性有机物治理中的应用研究进展[J]. 许伟,刘军利,孙康. 化工进展. 2016(04)
[5]空气中挥发性有机物在线监测技术研究进展[J]. 杨焕明. 绿色环保建材. 2016(02)
[6]热脱附-气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定环境空气中的挥发性有机物[J]. 冯丽丽,胡晓芳,于晓娟,张文英. 色谱. 2016(02)
[7]乳液聚合法合成聚苯乙烯高分子微球及表征[J]. 高海涛,马小华. 化工新型材料. 2013(07)
[8]碱改性活性炭表面特征及其吸附甲烷的研究[J]. 张梦竹,李琳,刘俊新,孙永军,李国滨. 环境科学. 2013(01)
[9]酸改性活性炭对甲苯、甲醇的吸附性能[J]. 李立清,梁鑫,石瑞,顾庆伟,姚小龙,唐琳,刘峥. 化工学报. 2013(03)
[10]高分子吸附树脂对VOCs的动态吸附及其穿透模型[J]. 殷操,卢晗锋,王罡,顾勇义,黄海凤. 浙江工业大学学报. 2012(04)
博士论文
[1]磷酸法自成型木质颗粒活性炭的制备过程与机理研究[D]. 林冠烽.中国林业科学研究院 2013
硕士论文
[1]改性活性炭吸附含水气的甲苯废气的性能研究[D]. 张树鹏.西安建筑科技大学 2013
[2]新型聚合物改性活性炭功能复合材料的制备及性能研究[D]. 张际亮.江苏大学 2009
[3]多孔聚合物—活性炭纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 王改娟.江苏大学 2008
本文编号：3617947
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