基于β-环糊精新型聚合物的制备及对有机染料吸附性研究

发布时间：2019-04-23 15:30

【摘要】：β-环糊精是一种具有空腔结构的七元多糖,能与具有苯类单元结构的有机物形成聚合物。基于其自身结构特点,该聚合物在污水处理中得到应用。有机染料是废水中难处理污染物之一,但目前已开展的基于环糊精的聚合物研究结果表明:这类聚合物对废水中的有机染料(如亚甲基蓝、刚果红、甲基橙等这些有机染料)的吸附效果不理想。为高效吸附废水有机染料,研究者们一直在研究探索新型的高效吸附剂。本论文主要开展利用四氟对苯二腈作为交联剂制备新型的基于β-环糊精聚合物,并开展对废水中的有机染料吸附研究。为进一步改进β-环糊精聚合物的吸附性能,合成了几种新型的β-环糊精聚合物衍生物吸附剂,并研究了其对废水中的有机染料吸附性能,主要内容如下:(1)β-环糊精(β-CD)与四氟对苯二腈(TFPN)交联合成β-环糊精聚合物(PCD),采用FTIR、固态13CNMR、热重分析(TG)确定CDP的结构式,SEM表征CDP的表面形貌。系统研究了CDP对亚甲基蓝和刚果红两种有机染料的吸附性能:在吸附亚甲基蓝的过程,发现1 h能达到吸附平衡,但对刚果红的吸附,其平衡时间为3 h。在温度为20-50 oC范围时,温度升高,对两种吸附质的吸附量增大,随着pH增大,亚甲基蓝的吸附量增大,刚果红的吸附量的先增大而后减少。热力学研究表明,CDP对亚甲基蓝的吸附过程为单分子层吸附,在303K时,吸附最大值是361.1mg/g。(2)制备三种β-环糊精聚合物的衍生物。羧基化β-环糊精聚合物(CDP-COOH)是由β-环糊精聚合物和氢氧化钠(NaOH)反应制备;酰胺化β-环糊精聚合物(CDP-CONH_2)是由β-环糊精聚合物在氧化铜(CuO)催化下与乙醛肟(CH_3CHNOH)反应制备;偕胺肟β-环糊精聚合物是由β-环糊精聚合物和羟胺(NH_2OH)反应制备;采用FTIR和固13CNMR确定结构式。系统研究CDP-COOH对亚甲基蓝的吸附性能,结果表明,在吸附亚甲基蓝和甲基橙混合溶液中,CDP-COOH表现选择性吸附。通过研究吸附剂用量、时间、pH值等影响吸附因素时,发现其吸附剂用量为10 mg,CDP-COOH在短时间(6min)内移除亚甲基蓝,最佳pH值为9,吸附最大值能达到664 mg/g。(3)β-环糊精聚合物与乙醇胺(NH_2CH_2CH_2OH)反应制备乙醇胺化β-环糊精(EA-CDP),并通过FTIR、13CNMR确定结构式。采用TG和SEM表征结构和表面形貌。吸附性能研究表明EA-CDP对吸附亚甲基蓝的吸附性不理想,但对刚果红和甲基橙的吸附性好。混合的亚甲基蓝和甲基橙吸附发现,EA-CDP表现出选择性吸附。pH值研究发现,在pH=2.5时,EA-CDP取得最佳吸附效果。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O636.12;O647.3

【参考文献】