静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及性能研究
发布时间：2021-05-21 07:02
随着工业化进程的飞速发展,水体污染程度加剧,严重威胁人类生活和环境。吸附法是一种操作简单、高效的去除技术,在水处理过程给予高度重视。现今,开发和研究高效的废水吸附材料是研究热点之一。静电纺丝法是一种制备纳米纤维膜吸附材料的有效技术,已在水处理领域进行了大量研究。然而,大部分的纳米纤维膜自身具有的不可降解性、对环境的二次污染性和较差的机械性能使其在使用过程中存在一定的局限性,大大限制了其应用。基于此,本文以生物可降解的壳聚糖（chitosan,简称CS）和聚乙烯醇（poly（vinyl alcohol）,简称PVA）为原料通过静电纺丝技术开发一种环保型纳米纤维膜吸附材料。本文利用1vol%的醋酸溶液和去离子水为溶剂来溶解CS和PVA,将两者共混研究静电纺丝参数对纺丝过程的影响,确定出最佳的制备CS/PVA纳米纤维膜的纺丝条件,并对该膜进行戊二醛蒸汽改性。通过扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱分析仪（FT-IR）、X射线衍射分析仪（XRD）、热重分析仪（TGA）、差示扫描量热仪（DSC）、BET测试、接触角测试、失重测试、溶胀测试以及拉伸测试对其结构和性能进行表征,并着重研究该纳米纤维膜对...
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 静电纺丝技术
1.2.1 静电纺丝的背景和发展
1.2.2 静电纺丝溶液参数
1.2.3 静电纺丝工艺参数
1.2.4 静电纺丝环境参数
1.3 静电纺纳米纤维膜在水处理领域的应用研究
1.3.1 静电纺纳米纤维膜对重金属离子的吸附
1.3.2 静电纺纳米纤维膜对染料的吸附
1.3.3 静电纺纳米纤维膜对其他有机物的吸附
1.3.4 纳米纤维膜在水处理领域存在问题
1.4 静电纺壳聚糖纳米纤维膜的研究进展
1.4.1 壳聚糖的结构与特性
1.4.2 壳聚糖对染料吸附的研究进展
1.4.3 静电纺丝法制备壳聚糖纳米纤维膜的研究
1.5 本课题的研究思路与研究内容
1.5.1 研究思路
1.5.2 研究内容
2 静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的参数优化与制备
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 壳聚糖分子量和脱乙酰度的测定
2.2.3 纺丝原液的配制
2.2.4 静电纺丝过程
2.2.5 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备
2.3 表征方法
2.3.1 红外光谱分析(FT-TR)
2.3.2 纺丝原液粘度的测定
2.3.3 扫描电镜分析(SEM)
2.4 结果与讨论
2.4.1 壳聚糖的分子量及脱乙酰度
2.4.2 纺丝液浓度对纺丝过程的影响
2.4.3 壳聚糖的类型对纺丝过程的影响
2.4.4 壳聚糖与聚乙烯醇的混合比例对纺丝过程的影响
2.4.5 壳聚糖的脱乙酰度对纺丝过程的影响
2.4.6 工艺参数对纺丝过程的影响
2.4.7 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备
2.5 小结
3 静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的改性与表征
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.2.3 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的交联过程
3.3 表征方法
3.3.1 形貌与结构表征
3.3.2 性能表征
3.4 结果与讨论
3.4.1 红外光谱分析(FT-IR)
3.4.2 X射线衍射光谱分析(XRD)
3.4.3 扫描电镜分析(SEM)
3.4.4 比表面积分析
3.4.5 热重分析(TGA)
3.4.6 差示扫描量热分析(DSC)
3.4.7 溶胀性能分析
3.4.8 失重测试分析
3.4.9 接触角分析
3.4.10 拉伸测试分析
3.5 小结
4 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜对染料的吸附特性及解吸性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 甲基橙和刚果红两种染料的标准曲线
4.2.3 吸附实验
4.2.4 吸附动力学
4.2.5 吸附等温线
4.2.6 吸附热力学
4.2.7 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的解吸性能研究
4.3 结果与讨论
4.3.1 吸附剂用量对吸附过程的影响
4.3.2 染料溶液的初始浓度对吸附过程的影响
4.3.3 反应时间对吸附过程的影响
4.3.4 溶液pH对吸附过程的影响
4.3.5 温度对吸附过程的影响
4.3.6 壳聚糖含量对吸附过程的影响
4.3.7 壳聚糖脱乙酰度对吸附过程的影响
4.3.8 吸附等温线
4.3.9 吸附动力学
4.3.10 吸附热力学
4.3.11 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的解吸性能
4.4 小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者攻读硕士学位期间发表学术论文清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺壳聚糖/PVA纳米纤维膜对甲基橙的吸附特性[J]. 杨梅,孙润军,王红红. 合成纤维. 2019(01)
[2]3DFe3S4磁性微米花对刚果红吸附性能研究[J]. 李丹,贾仁浩,李竞,赵晨,石凤,刘春虹,梁文婷,董川. 山西大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]溶液静电纺丝制备热塑性聚酰亚胺超细纤维无纺布[J]. 陈俊,张代军,张天骄,包建文,钟翔屿,张朋,刘巍. 材料工程. 2018(02)
[4]碳纳米管-聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及对亚甲基蓝的吸附[J]. 黄永兰,郭迪. 水处理技术. 2018(01)
[5]纳米四氧化三铁制备及其吸附刚果红的性能研究[J]. 王力霞,于云秋,姚文生. 无机盐工业. 2017(04)
[6]静电纺丝法制备超疏水氟硅改性纳米SiO2/PET共混膜[J]. 李静,易玲敏,王明乾,周鸿. 高分子材料科学与工程. 2016(12)
[7]二乙烯三胺改性花生壳纤维素对水中刚果红的吸附[J]. 唐婧,范开敏. 环境工程学报. 2016(08)
[8]溶剂性质对两亲性聚肽静电纺丝的影响[J]. 路亚亮,张帆,陈涛,胡莎妮,寇文娟,罗雪莉,王立权,蔡春华. 高分子学报. 2016(05)
[9]改性氧化石墨烯/壳聚糖功能材料对刚果红的吸附研究[J]. 张丽,罗汉金,方伟,冯林强. 环境科学学报. 2016(11)
[10]聚乙烯醇/超细羽绒粒子共混膜的制备及其染料吸附动力学[J]. 陈凤翔,谢文雅,董兵海,王世敏,赵丽,许祖勋,万丽. 环境工程学报. 2016(01)
博士论文
[1]吸附材料的制备及其对重金属离子和染料吸附性能研究[D]. 包维维.吉林大学 2013
本文编号：3199270
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 静电纺丝技术
1.2.1 静电纺丝的背景和发展
1.2.2 静电纺丝溶液参数
1.2.3 静电纺丝工艺参数
1.2.4 静电纺丝环境参数
1.3 静电纺纳米纤维膜在水处理领域的应用研究
1.3.1 静电纺纳米纤维膜对重金属离子的吸附
1.3.2 静电纺纳米纤维膜对染料的吸附
1.3.3 静电纺纳米纤维膜对其他有机物的吸附
1.3.4 纳米纤维膜在水处理领域存在问题
1.4 静电纺壳聚糖纳米纤维膜的研究进展
1.4.1 壳聚糖的结构与特性
1.4.2 壳聚糖对染料吸附的研究进展
1.4.3 静电纺丝法制备壳聚糖纳米纤维膜的研究
1.5 本课题的研究思路与研究内容
1.5.1 研究思路
1.5.2 研究内容
2 静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的参数优化与制备
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 壳聚糖分子量和脱乙酰度的测定
2.2.3 纺丝原液的配制
2.2.4 静电纺丝过程
2.2.5 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备
2.3 表征方法
2.3.1 红外光谱分析(FT-TR)
2.3.2 纺丝原液粘度的测定
2.3.3 扫描电镜分析(SEM)
2.4 结果与讨论
2.4.1 壳聚糖的分子量及脱乙酰度
2.4.2 纺丝液浓度对纺丝过程的影响
2.4.3 壳聚糖的类型对纺丝过程的影响
2.4.4 壳聚糖与聚乙烯醇的混合比例对纺丝过程的影响
2.4.5 壳聚糖的脱乙酰度对纺丝过程的影响
2.4.6 工艺参数对纺丝过程的影响
2.4.7 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备
2.5 小结
3 静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的改性与表征
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.2.3 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的交联过程
3.3 表征方法
3.3.1 形貌与结构表征
3.3.2 性能表征
3.4 结果与讨论
3.4.1 红外光谱分析(FT-IR)
3.4.2 X射线衍射光谱分析(XRD)
3.4.3 扫描电镜分析(SEM)
3.4.4 比表面积分析
3.4.5 热重分析(TGA)
3.4.6 差示扫描量热分析(DSC)
3.4.7 溶胀性能分析
3.4.8 失重测试分析
3.4.9 接触角分析
3.4.10 拉伸测试分析
3.5 小结
4 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜对染料的吸附特性及解吸性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 甲基橙和刚果红两种染料的标准曲线
4.2.3 吸附实验
4.2.4 吸附动力学
4.2.5 吸附等温线
4.2.6 吸附热力学
4.2.7 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的解吸性能研究
4.3 结果与讨论
4.3.1 吸附剂用量对吸附过程的影响
4.3.2 染料溶液的初始浓度对吸附过程的影响
4.3.3 反应时间对吸附过程的影响
4.3.4 溶液pH对吸附过程的影响
4.3.5 温度对吸附过程的影响
4.3.6 壳聚糖含量对吸附过程的影响
4.3.7 壳聚糖脱乙酰度对吸附过程的影响
4.3.8 吸附等温线
4.3.9 吸附动力学
4.3.10 吸附热力学
4.3.11 壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的解吸性能
4.4 小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者攻读硕士学位期间发表学术论文清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺壳聚糖/PVA纳米纤维膜对甲基橙的吸附特性[J]. 杨梅,孙润军,王红红. 合成纤维. 2019(01)
[2]3DFe3S4磁性微米花对刚果红吸附性能研究[J]. 李丹,贾仁浩,李竞,赵晨,石凤,刘春虹,梁文婷,董川. 山西大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]溶液静电纺丝制备热塑性聚酰亚胺超细纤维无纺布[J]. 陈俊,张代军,张天骄,包建文,钟翔屿,张朋,刘巍. 材料工程. 2018(02)
[4]碳纳米管-聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及对亚甲基蓝的吸附[J]. 黄永兰,郭迪. 水处理技术. 2018(01)
[5]纳米四氧化三铁制备及其吸附刚果红的性能研究[J]. 王力霞,于云秋,姚文生. 无机盐工业. 2017(04)
[6]静电纺丝法制备超疏水氟硅改性纳米SiO2/PET共混膜[J]. 李静,易玲敏,王明乾,周鸿. 高分子材料科学与工程. 2016(12)
[7]二乙烯三胺改性花生壳纤维素对水中刚果红的吸附[J]. 唐婧,范开敏. 环境工程学报. 2016(08)
[8]溶剂性质对两亲性聚肽静电纺丝的影响[J]. 路亚亮,张帆,陈涛,胡莎妮,寇文娟,罗雪莉,王立权,蔡春华. 高分子学报. 2016(05)
[9]改性氧化石墨烯/壳聚糖功能材料对刚果红的吸附研究[J]. 张丽,罗汉金,方伟,冯林强. 环境科学学报. 2016(11)
[10]聚乙烯醇/超细羽绒粒子共混膜的制备及其染料吸附动力学[J]. 陈凤翔,谢文雅,董兵海,王世敏,赵丽,许祖勋,万丽. 环境工程学报. 2016(01)
博士论文
[1]吸附材料的制备及其对重金属离子和染料吸附性能研究[D]. 包维维.吉林大学 2013
本文编号：3199270
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3199270.html
