含氮功能化腈纶纤维的设计合成及其吸附性能研究

发布时间：2021-06-07 22:32

　　水是人类社会宝贵的自然资源,但是随着现代化进程的加快,大量的工业污水和生活废水排入水体,水污染日益严重。这些污染既包括金属离子污染物,也包含有大量的有机物污染,它们易对生态系统和人体健康造成威胁,因此水体中污染物的吸附去除引起了研究者们的关注。本论文设计合成多种含氮功能化聚丙烯腈纤维,并对其吸附性能进行研究,以实现对水中污染物的吸附去除。本文首先制备了七种不同氨基功能化的聚丙烯腈纤维,系统研究它们对水溶液中糠醛的吸附去除性能。实验分别将1,3-丙二胺、N-甲基-1,3-丙二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、盐酸氨基脲、水合肼和碳酰肼修饰到聚丙烯腈纤维上制得系列含氮功能纤维PAN_PF,PAN_SF,PAN_TF,PAN_AF,PAN_HF,PAN_CF和PAN_JF。采用红外光谱、扫描电子显微镜、元素分析和X射线衍射对功能化纤维进行表征,证明纤维的成功制备。而后考察这七种功能纤维对糠醛的饱和吸附能力,结果表明碳酰肼功能化纤维去除糠醛能力最强,再结... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

糠醛转化成各种化学物质Figure1-1Conversionoffurfuraltovariouskindsofchemicals

温度对糠醛的吸附影响不大，糠醛与热解炭间的作用机理是 π-π 相互作用(如图1-2 所示)。实验数据也说明了吸附过程符合颗粒内扩散模型，也就是说，在热解碳吸附糠醛的过程中，从大孔到微孔间的孔隙扩散是糠醛吸附的主要控制步骤。图 1-2 糠醛在热解碳上的吸附机理Figure 1-2 Adsorption mechanisms of furfural onto bamboo charcoal

天津大学硕士学位论文Rachedi 等人[11]用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对膨润土改性，并通过 X 射线衍射和红外光谱等手段对其结构进行分析研究，并将改性的膨润土用于糠醛吸附。实验中调查了接触时间、有机膨润土浓度、pH、糠醛初始浓度和温度等实验参数对糠醛去除效果的影响。动力学结果表明在 6 h 后糠醛浓度保持不变且该吸附过程符合拟二级动力学模型。此外，实验数据还表明糠醛在CTAB-膨润土上的吸附是放热反应。He 等人[12]用壳聚糖修饰的四氧化三铁用于水中糠醛的去除。首先，用红外光谱、X-射线衍射、扫描电子显微镜和透射电镜对材料进行表征。吸附实验数据显示，糠醛在功能化材料上的吸附符合 Freundlich 等温模型，最大吸附量为 121.7mg g-1。最后，实验提出壳聚糖上的氨基和羟基与糠醛上的 H 和 O 原子间形成的氢键和 C=N 键是糠醛吸附的主要原因(如图 1-3 所示)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酰肼的合成[J]. 刘俊峰,王胜华,金玲.  湖南科技大学学报(自然科学版). 2016(03)
[2]偕胺肟化PAN纳米纤维膜除铬性能的研究[J]. 汪滨,张凡,王娇娜,李秀艳,李从举.  高分子学报. 2016(08)



本文编号：3217436