β-环糊精复合温敏聚合物电纺纤维的制备与吸附性能研究
发布时间：2022-02-09 18:17
随着现代城市化和工业化的迅速发展,废水污染日益加重。其中有机染料类污染物的数量大、种类多、难降解,严重影响到人类的健康和正常生活。因此,废水中有机染料类污染物的去除成为亟待解决的问题。吸附法由于易操作、效果明显和价格经济等优势引起了越来越多的关注。本课题选用具有特异性结构的β-环糊精（β-CD）作为吸附剂,通过温敏型聚合物与其相结合;进一步,设计成具有高比表面积纤维的结构,并采用热交联方式维持纤维在水溶液中的形貌,以实现在水体中的有效吸附。以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,甲醇为溶剂,采用N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）单体与甲基丙烯酸（MAA）单体的物质的量比分别为1:0.2、1:0.6和1:1进行自由基聚合,合成系列p（NIPAM-co-MAA）共聚物;将合成的共聚物与β-环糊精以质量比为1.36:1进行共纺,得到纺丝纤维;进一步,在180℃的真空条件下干燥4小时,纤维发生热酯化交联反应,从而得到平均直径为2.87±0.009μm的p（NIPAM-co-MAA）/β-CD交联纤维。通过核磁（1H-NMR）、红外（FT-IR）、热重（TG）、扫描电镜（SEM）...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe3C/Fe3O4/C对MB和RhB的吸附效率（a）及MB的吸附动力学拟合曲线（b）
环素的吸附性能。其中，Ni NPs/SiO2表现出超高的催化活性和良好的 4-硝基苯酚还原稳定性。而 Kenichi Nagase 等人[32]则研究了表面引发的 ATRP 在 SiO2棒表面上接枝含有温敏型单体的聚合物刷，用于快速分离腺苷核苷酸。为进一步提高废水处理中硅酸盐的性能，Ting Xiong[33]等人用碳相关材料对硅酸镁进行改性，以增加有利于提高材料亲水性、分散性、吸附能力以及表面含氧官能团的数量，用于除去 Cd（Ⅱ）和亚甲基蓝。吸附实验表明，表面带负电的吸附剂对 Cd（Ⅱ）和亚甲基蓝均具有较高的亲和力，因此其均具有较高的吸附量。图 1-2（a）和 1-2（b）为 MS-C 在一元体系和二元体系中分别对 Cd（Ⅱ）和 MB 的吸附量。如图 1-2（a）所示，二元体系中 Cd（Ⅱ）的吸附量与单一体系相比，随着 Cd（Ⅱ）浓度的增加， Cd（Ⅱ）的吸附量略有增加，这表明 MB 的存在几乎不影响 Cd（Ⅱ）的吸附。但 MB 的吸附量减少，这表明Cd（Ⅱ）具有抑制作用。如图 1-2（b）所示，在图 1-2（b）中，二元体系中MB 的吸附量比单一体系低约 50%。这表明 Cd（Ⅱ）优先吸附在 MS-C 表面，导致 Cd（Ⅱ）-MB 二元体系中 MB 吸附能力的降低。此外，通过对吸附行为进行吸附等模型的拟合，结果表明，吸附过程与 Langmuir 模型吻合良好。
合和离子交换等。在许多研究中需要进行预处理以提高黏土的吸附能力，从而进行改性以增强对金属的吸附能力[34]。Boxiong Shen 等人[35]合成了一种用碘化钾浸渍的新型钛柱撑黏土（Ti-PILC），用于去除模拟烟气中的元素汞。与原始黏土或碘化钾浸渍黏土相比，Ti-PILC 由于其较大的 BET 表面积和较多的中孔而显示出优异的去除能力；且实验和动力学模型分析表明，汞的物理吸附和化学吸附均发生在 KI-Ti-PILC表面，吸附过程主要是化学吸附。Sunday Joseph Olusegun[36]等人通过喷雾干燥分散黏土溶液用表面改性的方法来改善黏土的吸附能力，从而设计一种高效、低成本的吸附剂。通过实验证明，喷雾干燥分散的黏土溶液和原料黏土的表面改性可以提高其吸附能力。在亚甲基蓝的吸附实验结果中，如图 1-3（a）所示，喷雾干燥黏土的吸附容量受溶液 pH 的影响，在 pH = 10 时具有明显增大的吸附量，且喷雾干燥黏土的性能优于改性和原料黏土，如图 1-3（b）所示。另外，其动力学数据更加适合准二级动力学模型，通过 Langmuir 和 Freundlich 吸附等温线模型分析得出此过程更适合 Freundlich 吸附等温模型，即此吸附属于多层吸附。
【参考文献】：
期刊论文
[1]固载化β-环糊精吸附环境污染物的研究进展[J]. 韩叶强,周文杰,沈海民,刘秋平,于文艳,纪红兵,佘远斌. 有机化学. 2016(02)
[2]β-环糊精-Fe3O4超分子体系的构筑及其应用研究进展[J]. 沈海民,武宏科,纪红兵,史鸿鑫. 有机化学. 2014(04)
本文编号：3617448
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe3C/Fe3O4/C对MB和RhB的吸附效率（a）及MB的吸附动力学拟合曲线（b）
环素的吸附性能。其中，Ni NPs/SiO2表现出超高的催化活性和良好的 4-硝基苯酚还原稳定性。而 Kenichi Nagase 等人[32]则研究了表面引发的 ATRP 在 SiO2棒表面上接枝含有温敏型单体的聚合物刷，用于快速分离腺苷核苷酸。为进一步提高废水处理中硅酸盐的性能，Ting Xiong[33]等人用碳相关材料对硅酸镁进行改性，以增加有利于提高材料亲水性、分散性、吸附能力以及表面含氧官能团的数量，用于除去 Cd（Ⅱ）和亚甲基蓝。吸附实验表明，表面带负电的吸附剂对 Cd（Ⅱ）和亚甲基蓝均具有较高的亲和力，因此其均具有较高的吸附量。图 1-2（a）和 1-2（b）为 MS-C 在一元体系和二元体系中分别对 Cd（Ⅱ）和 MB 的吸附量。如图 1-2（a）所示，二元体系中 Cd（Ⅱ）的吸附量与单一体系相比，随着 Cd（Ⅱ）浓度的增加， Cd（Ⅱ）的吸附量略有增加，这表明 MB 的存在几乎不影响 Cd（Ⅱ）的吸附。但 MB 的吸附量减少，这表明Cd（Ⅱ）具有抑制作用。如图 1-2（b）所示，在图 1-2（b）中，二元体系中MB 的吸附量比单一体系低约 50%。这表明 Cd（Ⅱ）优先吸附在 MS-C 表面，导致 Cd（Ⅱ）-MB 二元体系中 MB 吸附能力的降低。此外，通过对吸附行为进行吸附等模型的拟合，结果表明，吸附过程与 Langmuir 模型吻合良好。
合和离子交换等。在许多研究中需要进行预处理以提高黏土的吸附能力，从而进行改性以增强对金属的吸附能力[34]。Boxiong Shen 等人[35]合成了一种用碘化钾浸渍的新型钛柱撑黏土（Ti-PILC），用于去除模拟烟气中的元素汞。与原始黏土或碘化钾浸渍黏土相比，Ti-PILC 由于其较大的 BET 表面积和较多的中孔而显示出优异的去除能力；且实验和动力学模型分析表明，汞的物理吸附和化学吸附均发生在 KI-Ti-PILC表面，吸附过程主要是化学吸附。Sunday Joseph Olusegun[36]等人通过喷雾干燥分散黏土溶液用表面改性的方法来改善黏土的吸附能力，从而设计一种高效、低成本的吸附剂。通过实验证明，喷雾干燥分散的黏土溶液和原料黏土的表面改性可以提高其吸附能力。在亚甲基蓝的吸附实验结果中，如图 1-3（a）所示，喷雾干燥黏土的吸附容量受溶液 pH 的影响，在 pH = 10 时具有明显增大的吸附量，且喷雾干燥黏土的性能优于改性和原料黏土，如图 1-3（b）所示。另外，其动力学数据更加适合准二级动力学模型，通过 Langmuir 和 Freundlich 吸附等温线模型分析得出此过程更适合 Freundlich 吸附等温模型，即此吸附属于多层吸附。
【参考文献】：
期刊论文
[1]固载化β-环糊精吸附环境污染物的研究进展[J]. 韩叶强,周文杰,沈海民,刘秋平,于文艳,纪红兵,佘远斌. 有机化学. 2016(02)
[2]β-环糊精-Fe3O4超分子体系的构筑及其应用研究进展[J]. 沈海民,武宏科,纪红兵,史鸿鑫. 有机化学. 2014(04)
本文编号：3617448
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