木质素基交联聚合物的制备及其吸附性能研究

发布时间：2017-09-13 04:45

  本文关键词：木质素基交联聚合物的制备及其吸附性能研究

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【摘要】：木质素磺酸盐(LS)是造纸工业的副产物,来源丰富,分子中存在大量芳香结构和羟基、磺酸基及甲氧基等极性基团,将其改性制备的材料具有吸附金属离子或有机物的作用；但目前改性方法复杂,吸附效果亟待提高。本论文在实验室前期工作的基础上,研究得到了制备方法简单、可吸附重金属离子和有机染料的吸附材料。1.以工业级木质素磺酸钠为原料,环氧氯丙烷为交联剂,采用反相乳液聚合法和溶液聚合法制备了木质素基交联聚合物(EPLS, SPLS)。研究了反相乳液聚合温度、交联剂用量、反应时间、乳化剂用量及不同W/O体系对制备EPLS的影响,制得收率为25%的EPLS。研究了不同种类的溶媒体系对交联聚合反应影响。结果表明,在水-丙酮、水-四氢呋喃体系中可以获得收率分别为25.9%及31%的SPLS。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)及热重分析(TGA)进行表征。2.系统研究了EPLS、SPLS对亚甲基蓝(MB)水溶液的吸附效果。研究结果表明,EPLS、SPLS对MB的吸附效果受pH、温度、MB初始浓度及吸附时间的影响。在pH 2～6范围内,EPLS、SPLS对MB的吸附量(Qe)随体系pH升高而增大,pH 6后Qe值基本不变。最佳吸附温度为35℃,高于35℃后Qe开始下降。吸附量随MB初始浓度的增大而增大,在固液比0.5g-L-1,pH 6.5,25℃下,EPLS、SPLS对MB水溶液的饱和吸附量分别为315.9 mg·g-1和321.5mg·g-1。EPLS、SPLS对MB的吸附平衡数据符合Langmuir等温模型,吸附动力学数据符合Lagergren拟二级动力学模型。3.系统研究了EPLS、SPLS对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附效果。研究结果表明,EPLS、SPLS对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能受H+浓度、温度、金属离子溶液初始浓度及吸附时间的影响,同时在金属离子混合溶液中存在竞争吸附。EPLS、SPLS对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附量随着pH增大而增大。Pb(Ⅱ)在25℃吸附效果最佳,温度升高吸附效果逐渐降低,对Cd(Ⅱ)吸附效果则随着温度升高逐渐增大。吸附量随Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)初始浓度的增大而增大,在固液比1g.L-1,25℃下,EPLS、SPLS对Pb(Ⅱ)溶液(pH 5)的饱和吸附量分别为99.93 mg·g-1和102.3mg·g-1；对Cd(Ⅱ)溶液(pH6.5)的饱和吸附量分别为55.08 mg·g-1和55.45mg·g-1。EPLS、SPLS对MB的吸附平衡数据符合Langmuir吸附等温模型,吸附动力学数据符合Lagergren准二级动力学模型。
【关键词】：木质素基交联聚合物 环氧氯丙烷 制备 吸附 染料 金属离子
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 引言13-15
• 1 文献综述15-25
• 1.1 木质素磺酸盐概述15-17
• 1.1.1 木质素磺酸盐的来源及结构15-17
• 1.1.2 木质素磺酸盐的理化性质17
• 1.2 木质素基吸附材料研究进展17-22
• 1.2.1 木质素基金属离子吸附材料18-20
• 1.2.2 木质素基有机物吸附材料20-22
• 1.2.3 其他木质素基吸附材料22
• 1.3 论文设计22-25
• 1.3.1 选题背景22-23
• 1.3.2 研究内容23-24
• 1.3.3 合成路线24-25
• 2 木质素基交联聚合物的制备25-39
• 2.1 引言25
• 2.2 实验部分25-27
• 2.2.1 实验药品25-26
• 2.2.2 实验仪器26
• 2.2.3 木质素磺酸盐成分分析及结构表征26-27
• 2.2.4 乳液聚合制备木质素基交联聚合物27
• 2.2.5 溶媒法制备木质素基交联聚合物27
• 2.3 结果讨论27-38
• 2.3.1 乳液聚合制备木质素基交联聚合物27-31
• 2.3.2 溶液聚合制备木质素基交联聚合物31-33
• 2.3.3 木质素基交联聚合物的表征33-38
• 2.4 本章小结38-39
• 3 木质素基交联聚合物对亚甲基蓝吸附性能的研究39-51
• 3.1 引言39
• 3.2 实验部分39-41
• 3.2.1 实验药品39
• 3.2.2 实验仪器39-40
• 3.2.3 静态吸附实验40-41
• 3.3 结果与讨论41-49
• 3.3.1 对不同染料的吸附选择性41-42
• 3.3.2 pH对吸附性能的影响42-43
• 3.3.3 温度对吸附性能的影响43-44
• 3.3.4 MB初始浓度对吸附性能的影响44-45
• 3.3.5 吸附动力学45-48
• 3.3.6 吸附等温方程48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 4 木质素基交联聚合物对金属离子吸附性能的研究51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 实验部分51-52
• 4.2.1 实验药品51
• 4.2.2 实验仪器51-52
• 4.2.3 静态吸附实验52
• 4.3 结果与讨论52-61
• 4.3.1 pH及离子强度对吸附Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的影响52-55
• 4.3.2 温度对吸附Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的影响55-56
• 4.3.3 初始浓度对吸附Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的影响56-57
• 4.3.4 吸附动力学57-59
• 4.3.5 吸附等温方程59-61
• 4.4 本章小结61-63
• 5 结论与展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-71
• 作者简介及读研期间主要科研成果71

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本文编号：841609