聚乙烯醇水凝胶薄膜的力学性能调控及应用

发布时间：2022-11-03 18:46

　　染料污染废水已成为了全球性严重的水资源问题,寻找能有效处理废水中染料的方法已经成为一个重要的研究方向。吸附法由于成本低、效率高、操作简单等优点,通常是处理染料废水的首选方法。其中,水凝胶由于具有无毒性、高溶胀比、易于生产等优点,常被用来做吸附剂。为了提高吸附剂的比表面积,通常将其制作成薄膜。但目前的薄膜类吸附剂也存在不足,突出表现在两方面:1)吸附达到饱和后,薄膜无法继续使用,造成二次污染,2)薄膜的力学性能差,应用中易破损。本文通过向聚乙烯醇（PVA）中加入二甲基亚砜（DMSO）、纳米二氧化钛（TiO₂）、碳酸钠（Na₂CO₃）等物质,使用循环冷冻解冻法制备出兼具高力学性能和光催化能力的PVA-TiO₂复合水凝胶薄膜,染料吸附后可被自然光照分解,薄膜可持续用于染料污水处理。首先,对该水凝胶进行了结构与成分的表征,并讨论了其高结晶度、光催化的机理。其次,研究薄膜对刚果红和亚甲基蓝染料的吸附特性,分析了初始染料浓度和吸附时间对吸附性能的影响。进而,研究在自然光日照条件下水凝胶薄膜对亚甲基蓝的处理能力,... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 染料废水污染概述
        1.1.2 水凝胶概述
    1.2 染料处理研究现状
    1.3 水凝胶薄膜类吸附剂的力学性能
    1.4 论文研究内容
2 聚乙烯醇-二氧化钛复合水凝胶的制备与表征
    2.1 复合水凝胶的制备方法
        2.1.1 实验仪器和材料
        2.1.2 制备方案及过程
    2.2 复合水凝胶的表征分析
        2.2.1 实验仪器及表征方法
        2.2.2 结果及分析
    2.3 复合水凝胶机理分析
        2.3.1 良好透明度机理分析
        2.3.2 高孔隙率形成机理分析
        2.3.3 光催化能力机理分析
    2.4 本章小结
3聚乙烯醇-二氧化钛水凝胶对染料的吸附及光处理实验
    3.1 实验仪器及材料
    3.2 吸附及光处理实验过程
        3.2.1 吸附实验过程
        3.2.2 光处理实验过程
        3.2.3 染料的标准曲线绘制
    3.3 吸附实验结果及分析
        3.3.1 初始染料浓度对复合水凝胶的吸附影响
        3.3.2 吸附时间对复合水凝胶薄膜吸附的影响
    3.4 光处理实验结果及分析
        3.4.1 TiO_2含量对光处理染料的影响
        3.4.2 光照时间对光处理染料的影响
    3.5 本章小结
4 聚乙烯醇-二氧化钛水凝胶的力学性能
    4.1 实验仪器及试件制备
    4.2 力学实验过程
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 TiO_2添加量对复合水凝胶强度的影响
        4.3.2 DMSO比例对复合水凝胶强度的影响
        4.3.3 冷冻解冻循环次数对复合水凝胶强度的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]水资源合理保护的可持续发展策略研究[J]. 王恒,韩庆祥.  工程建设与设计. 2020(04)
[2]2018年全国染颜料行业经济运行情况分析[J]. 王丽娜.  精细与专用化学品. 2019(05)
[3]Current status of applying microwave-associated catalysis for the degradation of organics in aqueous phase – A review[J]. Chao Xue,Yanpeng Mao,Wenlong Wang,Zhanlong Song,Xiqiang Zhao,Jing Sun,Yanxiang Wang.  Journal of Environmental Sciences. 2019(07)
[4]Mg掺杂TiO2纳米晶光氧化还原染料的可逆颜色转变研究[J]. 赵海兵,徐海峰,杨克伟,林辰学,冯苗,于岩.  无机材料学报. 2018(10)
[5]VMT/P（AMPS-co-AA）复合高吸水树脂及其对染料吸附性能[J]. 李芸,庞二牛,陆泉芳,俞洁,张海涛.  精细化工. 2015(11)
[6]Synthesis of linear low-density polyethylene-g-poly（acrylic acid）-co-starch/organo-montmorillonite hydrogel composite as an adsorbent for removal of Pb（Ⅱ） from aqueous solutions[J]. Maryam Irani,Hanafi Ismail,Zulkifli Ahmad,Maohong Fan.  Journal of Environmental Sciences. 2015(01)
[7]Dyes adsorption using a synthetic carboxymethyl cellulose-acrylic acid adsorbent[J]. Genlin Zhang,Lijuan Yi,Hui Deng,Ping Sun.  Journal of Environmental Sciences. 2014(05)
[8]辉光放电电解等离子体引发合成丙烯酰胺-丙烯酸共聚物水凝胶及其对阳离子染料的吸附性能[J]. 俞洁,潘元沛,陆泉芳,杨武,高锦章.  功能高分子学报. 2012(03)
[9]TiO2/高岭石光催化剂降解偶氮染料废水的研究[J]. 白春华,郑水林,雷绍民,褚景倍,秦军.  非金属矿. 2011(06)
[10]三维网络水凝胶在重金属和染料吸附方面的研究进展[J]. 史艳茹,李奇,王丽,王爱勤.  化工进展. 2011(10)

硕士论文
[1]改性纤维素及其温敏性复合水凝胶在水污染物处理中的应用[D]. 武羽岩.福建农林大学 2019
[2]叔氨淀粉基pH敏感水凝胶的制备及性能研究[D]. 张洪珊.大连理工大学 2016



本文编号：3700429