聚酰胺胺功能化材料的制备及其对铅离子的吸附性能研究
发布时间：2021-04-10 02:46
工农业污水和生活污水的排放造成了食用饮用水的短缺,其中重金属铅离子超标问题尤为突出。废水中铅离子具有很强的毒性、环境持久性和生物富集性,对生态系统和人类健康构成严重威胁。从受污染的水中摄入铅会导致神经和大脑损伤,以及对其他器官的长期损害。因此,需要有效的水处理技术将水资源中的铅离子降低到微量水平。目前,吸附分离法因为操作简单、成本低廉和不易产生二次污染而被广泛应用于废水重金属铅离子的常规处理。但活性碳、小分子的有机物和生物吸附剂等常见的吸附剂普遍存在着选择性差、吸附容量低以及等温吸附平衡时间久等缺点。树枝状功能高分子是一种人工合成的、具有高度支化三维结构和独特的单分散性的新型高分子,因而在生物医药、材料改性、工业催化、石油工业等领域有着良好的应用前景。其中聚酰胺胺树状大分子由于其精确可控的结构、较好的单分散性以及生物相容性受到科学研究者的关注。相较于小分子的有机物,聚酰胺胺表面含有大量的胺基官能团;相比线型聚合物而言,聚酰胺胺分子内部存在空腔且分子表面活性位点多,有利于螯合基团的引入,这些空腔和胺基官能团容易实现对重金属离子的包埋和束缚。因此,将聚酰胺胺应用于吸附领域能够大大提高对重金...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
埃洛石-聚苯胺的制备及清除Cr(VI)[26]
聚酰胺胺功能化材料的制备及其对铅离子的吸附性能研究6图1.2聚酰胺胺-PVDF超滤膜的制备示意图[30]Figure1.2preparationofpolyamide-pvdfultrafiltrationmembrane.1.3.3石墨烯在石墨烯被发现之前，有人认为二维(2D)晶体由于其热力学不稳定性而不能以自由状态存在，它们被认为是更广泛的三维(3D)结构(如石墨)的基本成分，直到2004年康斯坦钉诺沃塞洛夫和安德烈·海姆发现了二维石墨烯和更多的二维结构。此后，石墨烯纳米结构的稳定性从纳米级到可能只有一个苯环成为了一个前所未有的事实。按照定义，石墨烯是一层由sp2杂化的碳原子排列而成的蜂窝状结构。国际标准化组织(ISO)最近将石墨烯定义为单层碳原子，在蜂窝状结构中与三个相邻的碳原子结合。单纯的石墨烯只有一个原子的厚度，具有独特的机械、光学、热学和电学性能，如杨氏模量高达1000GPa，抗拉强度高达130GPa。石墨烯纳米片作为一种新型的纳米吸附剂，可以进一步改性以优化对各种污染物的吸附能力。为了克服石墨烯易聚集和氧化石墨烯的亲水性的结构限制，Shen等采用磺化反应，以磺酸为原料，重氮化反应制备了磺化石墨烯(GS)。结果表明，磺化石墨烯具有对带正电的污染物具有强大吸引力的磺酸基团和部分原含氧基团。对亚甲基蓝的饱和吸附量为906mg/g，对Cd2+的饱和吸附量为58mg/g，远远高于还原氧化石墨烯和氧化石墨烯的相应值。GS作为吸附剂对各种
江苏大学硕士学位论文7污染物具有较大的吸附动力学速率和优越的吸附能力,主要由于在GS上含有共轭π区域以及多个吸附位点和官能团[31-32]。图1.3磺化石墨烯处理污染物示意图[33]Figure1.3treatmentofcontaminantswithsulfonatedgraphene.此外，类似的其他纳米材料也被用于处理废水污染问题。Pu等利用天然高分子壳聚糖(CS)和不同铁离子为前驱体，通过原位一步共沉淀法合成水分散性优越的壳聚糖磁性纳米复合材料。发现水分散性壳聚糖磁性纳米复合材料具有再生能力和稳定性，是一种优良的重金属去除吸附剂。Wang等通过化学剥离法制备MoS2纳米片。我们发现，对银离子的选择去除能力较强，且二硫化钼纳米片的吸附量高达4000mg/g。纳米材料作为进一步应用的接口的潜力可以通过表面改性得到增强。人们对不同的纳米材料进行了各种化学和生物表面改性，以改变其界面特性[34]。1.4聚酰胺胺功能化材料在废水处理中的研究树枝状大分子是指从核心分子出发,不断地向外重复支化生长而得到的结构类似于树状的大分子，经典的树枝状大分子核心、支化单元以及表面基团三个部分组成[35]。树状大分子是一种新型的合成聚合物，具有独特的三维分子构型和大量的活性端基，具有高度的支化结构。它们是复杂的单分散大分子，具有规则的、明确的化学结构。它们的官能团可以在与其他有机分子发生反应，而这种反应来自多功能结构和内部空腔。与线性聚合物相比，树枝状聚合物具有许多优越的性能，因此其在各种基底上的功能化得到了特别的关注。聚酰胺胺作为最有前途的树枝状大分子，聚酰胺胺及其衍生物已经在大量领域得到了应用，比如，由于大量空腔和官能团的存在
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的制备及性能研究[J]. 周凯丽,王秀菊,王仲鹏,王立国. 齐鲁工业大学学报. 2018(03)
[2]膜分离技术在水处理中的应用[J]. 谢涤非. 工程建设与设计. 2017(18)
[3]重金属离子吸附材料的研究进展[J]. 张雪彦,金灿,刘贵锋,霍淑平,孔振武. 生物质化学工程. 2017(01)
[4]微滤、超滤过程中的膜污染与清洗[J]. 刘忠洲,续曙光,李锁定. 水处理技术. 1997(04)
硕士论文
[1]树枝状大分子的合成及其对模拟含油污水破乳性能的研究[D]. 高志贤.中国海洋大学 2008
本文编号：3128804
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
埃洛石-聚苯胺的制备及清除Cr(VI)[26]
聚酰胺胺功能化材料的制备及其对铅离子的吸附性能研究6图1.2聚酰胺胺-PVDF超滤膜的制备示意图[30]Figure1.2preparationofpolyamide-pvdfultrafiltrationmembrane.1.3.3石墨烯在石墨烯被发现之前，有人认为二维(2D)晶体由于其热力学不稳定性而不能以自由状态存在，它们被认为是更广泛的三维(3D)结构(如石墨)的基本成分，直到2004年康斯坦钉诺沃塞洛夫和安德烈·海姆发现了二维石墨烯和更多的二维结构。此后，石墨烯纳米结构的稳定性从纳米级到可能只有一个苯环成为了一个前所未有的事实。按照定义，石墨烯是一层由sp2杂化的碳原子排列而成的蜂窝状结构。国际标准化组织(ISO)最近将石墨烯定义为单层碳原子，在蜂窝状结构中与三个相邻的碳原子结合。单纯的石墨烯只有一个原子的厚度，具有独特的机械、光学、热学和电学性能，如杨氏模量高达1000GPa，抗拉强度高达130GPa。石墨烯纳米片作为一种新型的纳米吸附剂，可以进一步改性以优化对各种污染物的吸附能力。为了克服石墨烯易聚集和氧化石墨烯的亲水性的结构限制，Shen等采用磺化反应，以磺酸为原料，重氮化反应制备了磺化石墨烯(GS)。结果表明，磺化石墨烯具有对带正电的污染物具有强大吸引力的磺酸基团和部分原含氧基团。对亚甲基蓝的饱和吸附量为906mg/g，对Cd2+的饱和吸附量为58mg/g，远远高于还原氧化石墨烯和氧化石墨烯的相应值。GS作为吸附剂对各种
江苏大学硕士学位论文7污染物具有较大的吸附动力学速率和优越的吸附能力,主要由于在GS上含有共轭π区域以及多个吸附位点和官能团[31-32]。图1.3磺化石墨烯处理污染物示意图[33]Figure1.3treatmentofcontaminantswithsulfonatedgraphene.此外，类似的其他纳米材料也被用于处理废水污染问题。Pu等利用天然高分子壳聚糖(CS)和不同铁离子为前驱体，通过原位一步共沉淀法合成水分散性优越的壳聚糖磁性纳米复合材料。发现水分散性壳聚糖磁性纳米复合材料具有再生能力和稳定性，是一种优良的重金属去除吸附剂。Wang等通过化学剥离法制备MoS2纳米片。我们发现，对银离子的选择去除能力较强，且二硫化钼纳米片的吸附量高达4000mg/g。纳米材料作为进一步应用的接口的潜力可以通过表面改性得到增强。人们对不同的纳米材料进行了各种化学和生物表面改性，以改变其界面特性[34]。1.4聚酰胺胺功能化材料在废水处理中的研究树枝状大分子是指从核心分子出发,不断地向外重复支化生长而得到的结构类似于树状的大分子，经典的树枝状大分子核心、支化单元以及表面基团三个部分组成[35]。树状大分子是一种新型的合成聚合物，具有独特的三维分子构型和大量的活性端基，具有高度的支化结构。它们是复杂的单分散大分子，具有规则的、明确的化学结构。它们的官能团可以在与其他有机分子发生反应，而这种反应来自多功能结构和内部空腔。与线性聚合物相比，树枝状聚合物具有许多优越的性能，因此其在各种基底上的功能化得到了特别的关注。聚酰胺胺作为最有前途的树枝状大分子，聚酰胺胺及其衍生物已经在大量领域得到了应用，比如，由于大量空腔和官能团的存在
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的制备及性能研究[J]. 周凯丽,王秀菊,王仲鹏,王立国. 齐鲁工业大学学报. 2018(03)
[2]膜分离技术在水处理中的应用[J]. 谢涤非. 工程建设与设计. 2017(18)
[3]重金属离子吸附材料的研究进展[J]. 张雪彦,金灿,刘贵锋,霍淑平,孔振武. 生物质化学工程. 2017(01)
[4]微滤、超滤过程中的膜污染与清洗[J]. 刘忠洲,续曙光,李锁定. 水处理技术. 1997(04)
硕士论文
[1]树枝状大分子的合成及其对模拟含油污水破乳性能的研究[D]. 高志贤.中国海洋大学 2008
本文编号：3128804
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