聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）水凝胶在污水处理中的应用研究
发布时间：2020-07-18 22:52
【摘要】：本研究以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,K2S2O8为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法合成P(AA-co-AM)水凝胶,并考察P(AA-co-AM)水凝胶的溶胀性能和吸附性能,主要包括以下四方面内容:第一,通过正交试验优化P(AA-co-AM)水凝胶的制备工艺。应用SEM、XPS和FTIR等方法,表征P(AA-co-AM)水凝胶的物理和化学特性。第二,通过丙烯酸/丙烯酰胺单体配比、丙烯酸中和度、引发剂用量和交联剂用量四方面影响因素,考察水凝胶的合成条件对P(AA-co-AM)水凝胶吸附性能的影响;通过水凝胶合成条件、水溶液温度、p H值、溶胀时间、Na+浓度、重金属离子溶液和染料溶液浓度,考察P(AA-co-AM)水凝胶的溶胀性能。第三,研究水凝胶的粒径、吸附温度、p H值、干扰离子、竞争吸附和重金属离子(Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+)的初始浓度对P(AA-co-AM)水凝胶吸附性能的影响;探讨P(AA-co-AM)水凝胶对重金属离子的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学行为;考察重金属离子在P(AA-co-AM)水凝胶上的解析再生。第四,研究水凝胶的粒径、吸附温度、p H值、离子强度和染料溶液(ST、CV、MB、MG)的初始浓度对P(AA-co-AM)水凝胶吸附性能的影响;探讨P(AA-co-AM)水凝胶对染料的吸附等温线、吸附动力学;测定染料经P(AA-co-AM)水凝胶吸附前后水质指标COD、TOC和TN的变化;考察解析溶液浓度,解析时间、温度和次数对染料在P(AA-co-AM)水凝胶上解析再生效果的影响。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【图文】：
图 1.1 2014 年海河流域水质分布示意图Fig.1.1 Water quality distribution in Haihe of 2014程先等[37]以海河西部流域 10 座水库为主要研究对象（水库主要分布在山西东部、河北西部和河南北部），采集水库及其上、下游河流的底泥沉积物样本，分析检测其中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As 和 Cr 的含量，并评价其潜在生态风险。结果表明，在所调查的 7 种重金属元素中，水库底泥沉积物中 Cd、Pb 和 Zn 的平均含量均超过了山西省和河北省的土壤重金属含量背景值（中国环境监测总站，1990），其中 Cd 超标现象最严重，其超标倍数可达 1.67~2.77 倍，且大型水库的 Cd 超标现象较中小型水库更为严重。且在评价其上、下游河流和水库沉积物中 Cd 生态风险时发现，Cd 在上、下游河流沉积物中的生态风险明显高于水库沉积物。这就意味着，若河流上下游整体遭到污染，水库中 Cd 的污染则会更加严重。
A-co-AM)水凝胶（a）、溶胀后 P(AA-co-AM)水凝胶（（b）、（c））、干凝胶（d）照片 Photos of P(AA-co-AM) hygrogel(a), P(AA-co-AM) hygrogelling((b),(c)) and P(AA-co-AM) hygrogel after drying(c) 5 cm
43图 2.4 吸附染料 ST（a）、CV（b）、MB（c）、MG（d）后 P(AA-co-AM)水凝胶照片Fig.2.4 Photos of P(AA-co-AM) hygrogel after absorbing ST(a), CV(b), MB(c) andMG(d)2.3.3 P(AA-co-AM)水凝胶的 SEM 分析为了解水凝胶的网状形貌，对所制备的 P(AA-co-AM)水凝胶（冻干预处理）进行SEM 分析，其结果如图 2.5 所示。P(AA-co-AM)水凝胶内部布满大小不一的孔道，是一种具有三维网络结构的高分子材料。由图 2.5 中（a）可计算出，水凝胶的孔径范围约在10~60 μm 之间。这种大孔结构同 P(AA-co-AM)水凝胶的网络结构即交联密度有关，即在水凝胶冻干预处理的过程中不免造成水凝胶一定的形变，使高分子链以束链形式聚集
本文编号：2761541
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【图文】：
图 1.1 2014 年海河流域水质分布示意图Fig.1.1 Water quality distribution in Haihe of 2014程先等[37]以海河西部流域 10 座水库为主要研究对象（水库主要分布在山西东部、河北西部和河南北部），采集水库及其上、下游河流的底泥沉积物样本，分析检测其中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As 和 Cr 的含量，并评价其潜在生态风险。结果表明，在所调查的 7 种重金属元素中，水库底泥沉积物中 Cd、Pb 和 Zn 的平均含量均超过了山西省和河北省的土壤重金属含量背景值（中国环境监测总站，1990），其中 Cd 超标现象最严重，其超标倍数可达 1.67~2.77 倍，且大型水库的 Cd 超标现象较中小型水库更为严重。且在评价其上、下游河流和水库沉积物中 Cd 生态风险时发现，Cd 在上、下游河流沉积物中的生态风险明显高于水库沉积物。这就意味着，若河流上下游整体遭到污染，水库中 Cd 的污染则会更加严重。
A-co-AM)水凝胶（a）、溶胀后 P(AA-co-AM)水凝胶（（b）、（c））、干凝胶（d）照片 Photos of P(AA-co-AM) hygrogel(a), P(AA-co-AM) hygrogelling((b),(c)) and P(AA-co-AM) hygrogel after drying(c) 5 cm
43图 2.4 吸附染料 ST（a）、CV（b）、MB（c）、MG（d）后 P(AA-co-AM)水凝胶照片Fig.2.4 Photos of P(AA-co-AM) hygrogel after absorbing ST(a), CV(b), MB(c) andMG(d)2.3.3 P(AA-co-AM)水凝胶的 SEM 分析为了解水凝胶的网状形貌，对所制备的 P(AA-co-AM)水凝胶（冻干预处理）进行SEM 分析，其结果如图 2.5 所示。P(AA-co-AM)水凝胶内部布满大小不一的孔道，是一种具有三维网络结构的高分子材料。由图 2.5 中（a）可计算出，水凝胶的孔径范围约在10~60 μm 之间。这种大孔结构同 P(AA-co-AM)水凝胶的网络结构即交联密度有关，即在水凝胶冻干预处理的过程中不免造成水凝胶一定的形变，使高分子链以束链形式聚集
本文编号：2761541
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