聚酰胺—胺改性PVDF膜的制备及铜离子吸附研究

发布时间：2021-03-02 21:24

　　聚酰胺-胺（PAMAM）是一种表面具有大量氨基、分子结构高度几何对称、分子内部具有空腔的树枝状聚合物,能够通过化学和物理作用共同吸附重金属离子。聚偏氟乙烯（PVDF）具有耐高温、耐化学腐蚀、强韧性和抗冲击性能优异等特性,被广泛的应用于水处理领域。本文以PAMAM为吸附剂,PVDF为载体,研究了PAMAM自身对铜离子（Cu2+）的吸附机理以及分别通过共混和表面接枝的方式将PAMAM添加到PVDF膜中,制备具有吸附Cu2+能力的复合分离膜。通过迈克尔加成法和酰胺化反应,合成PAMAM,其结构完整,粒径大小均匀。研究表明,PAMAM吸附Cu2+,首先发生的是化学吸附,即当Cu2+靠近PAMAM时,Cu2+与伯胺和叔胺发生[Cu（NH2）2（NR）2]2+配位,最外围的叔胺配位完成后,剩余的伯胺与最外围的酰胺发生[Cu（NH2）2（CONH）2]2+配位,其后内部的叔胺和酰胺依次与Cu2+发生[Cu（NR2）2（CONH）2]2+配位。当继续增加Cu2+的浓度时,溶液中会出现絮状沉淀,此时发生[Cu（NH2）4]2+配位。同时,存在PAMAM内部空腔对Cu2+的捕获。通过共混的方式,将PAMA... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２树状大分子的结构示意图［４（）］??－ｔ４０］??

Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｔｈｅ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ＇６８１??辐照接枝改性法是通过高能射线辐射，在膜骨架上产生活性位点，进而引发??膜表面单体聚合［＠。这种方法既能够在膜表面进行也能够在膜内部发生，还可??以控制接枝率，同时由于反应是由射线引发的，即无需加入引发剂，因此辐照接??枝改性法是一种操作简单，容易掌握的方法。??Ｚｈｕ等［７（）］以ＰＶＤＦ膜和功能化聚丙烯（ＰＰ）或ＰＰ－ｇ－ＳＡ－ＨＥＡ无纺布为载体??制备了一种新型双层复合膜，其具有过滤和吸附低浓度内分泌干扰化合物（ＥＤＣ）??和双酚Ａ?（ＢＰＡ）的功能。首先使用紫外辐射接枝聚合法将丙烯酸硬脂酯（ＳＡ）??和丙烯酸羟乙酯（ＨＥＡ）接枝到原始ＰＰ非织造织物上，然后通过相转化将所得??的官能化ＰＰ无纺布用ＰＶＤＦ涂覆，从而得到新型双层复合膜。与单层ＰＶＤＦ膜??相比，双层复合膜的过滤性能不受影响，此外，可以通过去离子水－乙醇溶液洗??涤来回收用过的膜。Ｓａｗａｎｙａ等［７１］将聚丙烯酸（ＰＡＡ）通过等离子体接枝到ＰＶＤＦ??膜表面，以引入官能团与氧化锌（ＺｎＯ）发生自组装粘结。结果表明，通过ＺｎＯ??的自组装，极大地提高了膜的亲水性，在ＺｎＯ添加量为０．５０％时达到最高的水??

ｃｏｍｐｌｅｘｅｄ?ｗｉｔｈ?Ｃｕ２＋；?（ｄ）?Ｇ４．０?ＰＡＭＡＭ?ｃｏｍｐｌｅｘｅｄ?ｗｉｔｈ?Ｃｕ２＋??因此研宄使用浓度为０．００２?ｍｏｌ／Ｌ的硫酸铜溶液但添加量不同的情况下，各??代ＰＡＭＡＭ吸收曲线与颜色变化，如图２－５所示。可以看出当存在ＰＡＭＡＭ时，??溶液的最大吸收波长显著紫移，这是由于ＰＡＭＡＭ内具有含Ｎ的配位基团，其??配位场强大于水中的０，使得Ｃｕ２＋优先与Ｎ配位，增大了?ｄ轨道的分裂能［８２］。??由于随着配位场的增强，ｄ轨遒的分裂能增大，导致吸收峰的波长变短。从??图中可以看出当Ｃｕ２＋添加量最小时，各代的最大吸收波长都是相对与其他Ｃｕ２＋??与ＰＡＭＡＭ的摩尔比（ｎ?（Ｃｕ２＋）?／ｎ?（ＰＡＭＡＭ））都是最小的，可以得出结论此??时的分裂能最大。己知基团与Ｃｕ２＋的配位能力有以下排序：－ＮＨ２?＞?－ＮＲ２?＞??－ＣＯＮＨ－?＞Ｈ２０，此时Ｃｕ２＋含量相对较小，故除与最外层的两个伯胺配位外，还??与最外层的两个叔胺配位，形成平面四边形配合物，如图２－６中ｃｏｍｐｌｅｘ?１Ａ所??示

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3059977