新型阳离子聚合物/膨润土复合吸附材料的制备、表征及其吸附性能研究
发布时间：2024-06-01 01:14
本论文在综合国内外大量相关文献的基础上,选用新型的阳离子聚合物——聚环氧氯丙烷二甲胺(EPI-DMA),采用聚合物直接插层法对膨润土进行插层改性,制备了EPI-DMA阳离子聚合物/膨润土复合吸附材料;研究了EPI-DMA插层复合改性膨润土的工艺条件、复合反应的热力学及动力学参数和机理;通过多种化学分析手段及现代分析仪器,研究了经EPI-DMA插层复合前后膨润土比表面积、电动特性、粒度分布、层间距、结构形貌、亲疏水性、沉降性、稳定性等变化,明确了EPI-DMA/膨润土的结构形貌及性能特征;在此基础上,以四种类型染料为研究对象,探讨了EPI-DMA/膨润土对大分子有机污染物的吸附性能,并研究了吸附过程的热力学和动力学原理,揭示了EPI-DMA/膨润土与染料相互作用的机理,考察了EPI-DMA/膨润土对实际废水的处理效果;探索性研究了EPI-DMA/膨润土的颗粒化技术。主要研究内容及结果如下: 1.以新型阳离子聚合物EPI-DMA为插层改性剂,采用有机聚合物直接插层法,对膨润土进行插层复合改性,制备EPI-DMA阳离子聚合物/膨润土(EPI-DMA/膨润土)。以直接影响复合材料吸附能力的聚合...
【文章页数】：213 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 本文的研究意义和目的
1.2 本文的主要研究内容、所要解决的关键问题及创新之处
第二章 膨润土与有机膨润土综述
2.1 膨润土
2.1.1 膨润土的基本性质、结构组成
2.1.2 蒙脱石矿物及其结构特征
2.1.3 层间域概念及性质
2.1.4 蒙脱石资源分布状况
2.1.5 膨润土的改性方法及其应用
2.2 有机膨润土
2.2.1 有机膨润土的制备原理
2.2.2 有机膨润土的制备方法
2.2.3 有机膨润土的种类
2.2.4 有机膨润土的结构信息
2.3 有机膨润土在废水治理中的应用
2.3.1 吸附机理的发展
2.3.2 单阳离子有机膨润土对水中有机污染物的吸附及机理
2.3.3 双阳离子有机膨润土对水中有机污染物的吸附及机理
2.3.4 阴—阳离子有机膨润土对水中有机污染物的吸附及机理
2.3.5 聚合物有机膨润土对水中有机污染物的吸附及机理
2.3.6 有机膨润土对水中其它污染物的吸附及机理
2.3.7 有机膨润土对染料废水的吸附脱色处理及机理
2.4 新型的阳离子聚合物——聚环氧氯丙烷二甲胺(EPI-DMA)
2.4.1 EPI-DMA的合成及结构性能
2.4.2 EPI-DMA的絮凝特性
2.5 膨润土的颗粒化及其研究进展
2.6 小结
第三章 实验材料与方法
3.1 实验材料
3.1.1 主要实验材料及试剂
3.1.2 主要仪器
3.2 实验方法
3.2.1 阳离子聚合物/膨润土的制备
3.2.2 阳离子聚合物含量的测定
3.2.3 比表面积的测定
3.2.4 Zeta电位的测定
3.2.5 粒径分布测定
3.2.6 X-射线衍射测定
3.2.7 电镜观察
3.2.8 热重分析
3.2.9 红外测定
3.2.10 胶质价的测定方法
3.2.11 膨胀倍数的测定方法
3.2.12 阳离子聚合物/膨润土的稳定性实验
3.2.13 阳离子聚合物/膨润土对染料废水的吸附脱色实验
3.2.14 阳离子聚合物/膨润土对含油废水的吸附去除实验
3.2.15 阳离子聚合物/膨润土的颗粒化实验
3.2.16 阳离子聚合物/膨润土颗粒的烧失量测定
第四章 EPI-DMA/膨润土的制备及其形成机理研究
4.1 EPI-DMA阳离子聚合物的选择
4.2 EPI-DMA/膨润土形成过程的影响因素分析
4.2.1 EPI-DMA初始浓度的影响
4.2.2 反应时间的影响
4.2.3 反应温度的影响
4.2.4 体系pH值的影响
4.2.5 盐浓度的影响
4.3 EPI-DMA/膨润土制备工艺的最优化探讨
4.4 EPI-DMA在膨润土上的吸附性能研究及机理分析
4.4.1 EPI-DMA在膨润土上的吸附动力学研究
4.4.2 EPI-DMA在膨润土上的吸附等温线
4.4.3 EPI-DMA在膨润土上的吸附热力学研究
4.5 小结
第五章 EPI-DMA/膨润土结构形貌及性能表征
5.1 EPI-DMA/膨润土的比表面积分析
5.2 EPI-DMA/膨润土的电动特性分析
5.2.1 EPI-DMA的电动特性
5.2.2 EPI-DMA/膨润土的电动特性
5.3 EPI-DMA/膨润土的粒度分布
5.4 EPI-DMA/膨润土的X—射线衍射分析
5.5 EPI-DMA/膨润土的结构形貌
5.5.1 EPI-DMA/膨润土的透射电镜分析(TEM)
5.5.2 EPI-DMA/膨润土的扫描电镜分析(SEM)
5.6 EPI-DMA/膨润土的热重—差热分析(TG—DSC)
5.7 EPI-DMA/膨润土的红外光谱分析(FTIR)
5.8 EPI-DMA/膨润土的亲疏水性、沉降性和稳定性
5.8.1 EPI-DMA/膨润土的亲疏水性
5.8.2 EPI-DMA/膨润土的沉降性能
5.8.3 EPI-DMA/膨润土的稳定性
5.9 小结
第六章 EPI-DMA/膨润土吸附染料的性能及机理研究
6.1 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附性能及影响因素分析
6.1.1 不同聚合物含量的EPI-DMA/膨润土对染料的吸附性能
6.1.2 EPI-DMA/膨润土的投加量对染料脱色效果的影响
6.1.3 反应时间对染料脱色效果的影响
6.1.4 pH值对染料脱色效果的影响
6.1.5 盐浓度对染料脱色效果的影响
6.1.6 染整助剂对染料脱色效果的影响
6.2 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附热力学研究
6.2.1 吸附等温线模型
6.2.2 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附热力学实验方法
6.2.3 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附等温线
6.2.4 吸附热力学参数计算
6.3 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附动力学研究
6.3.1 吸附动力学模型
6.3.2 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附动力学实验方法
6.3.3 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附动力学
6.3.4 吸附动力学参数计算
6.4 小结
第七章 EPI-DMA/膨润土对实际废水的处理效果
7.1 EPI-DMA/膨润土对实际染料废水的处理
7.1.1 各种药剂对实际印染废水的处理效果比较
7.1.2 EPI-DMA/膨润土对实际印染废水处理的影响因素分析
7.1.3 EPI-DMA/膨润土对实际活性印染废水处理的影响因素分析
7.2 EPI-DMA/膨润土对含油废水的处理
7.2.1 各种药剂对含油废水的处理效果比较
7.2.2 EPI-DMA/膨润土投加量对含油废水处理效果的影响
7.2.3 振荡时间对EPI-DMA/膨润土处理含油废水效果的影响
7.2.4 pH值对EPI-DMA/膨润土处理含油废水效果的影响
7.3 小结
第八章 EPI-DMA/膨润土的颗粒化技术初探
8.1 EPI-DMA/膨润土颗粒的制备
8.1.1 膨润土颗粒化过程的影响因素研究
8.1.2 EPI-DMA/膨润土颗粒制备的影响因素研究
8.2 EPI-DMA/膨润土颗粒的表征
8.2.1 EPI-DMA/膨润土颗粒的比表面积
8.2.2 EPI-DMA/膨润土颗粒的表面形貌
8.3 EPI-DMA/膨润土颗粒对染料废水的脱色研究
8.3.1 EPI-DMA/膨润土颗粒投加量对染料脱色效果的影响
8.3.2 溶液pH值对EPI-DMA/膨润土颗粒对染料脱色效果的影响
8.3.3 EPI-DMA/膨润土颗粒对染料的吸附等温线
8.3.4 EPI-DMA/膨润土颗粒对染料的吸附动力学
8.4 小结
第九章 结论与展望
9.1 结论
9.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间已发表的论文
附录1 Formation and characteristics of cationic polymer/bentonite complexes as adsorbents for dyes
附录2 Kinetics of Adsorption of Disperse Dyes at Polyepicholorohydrin-Dimethylamine Cationic Polymer/Bentonite
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3985350
【文章页数】：213 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
1.1 本文的研究意义和目的
1.2 本文的主要研究内容、所要解决的关键问题及创新之处
第二章 膨润土与有机膨润土综述
2.1 膨润土
2.1.1 膨润土的基本性质、结构组成
2.1.2 蒙脱石矿物及其结构特征
2.1.3 层间域概念及性质
2.1.4 蒙脱石资源分布状况
2.1.5 膨润土的改性方法及其应用
2.2 有机膨润土
2.2.1 有机膨润土的制备原理
2.2.2 有机膨润土的制备方法
2.2.3 有机膨润土的种类
2.2.4 有机膨润土的结构信息
2.3 有机膨润土在废水治理中的应用
2.3.1 吸附机理的发展
2.3.2 单阳离子有机膨润土对水中有机污染物的吸附及机理
2.3.3 双阳离子有机膨润土对水中有机污染物的吸附及机理
2.3.4 阴—阳离子有机膨润土对水中有机污染物的吸附及机理
2.3.5 聚合物有机膨润土对水中有机污染物的吸附及机理
2.3.6 有机膨润土对水中其它污染物的吸附及机理
2.3.7 有机膨润土对染料废水的吸附脱色处理及机理
2.4 新型的阳离子聚合物——聚环氧氯丙烷二甲胺(EPI-DMA)
2.4.1 EPI-DMA的合成及结构性能
2.4.2 EPI-DMA的絮凝特性
2.5 膨润土的颗粒化及其研究进展
2.6 小结
第三章 实验材料与方法
3.1 实验材料
3.1.1 主要实验材料及试剂
3.1.2 主要仪器
3.2 实验方法
3.2.1 阳离子聚合物/膨润土的制备
3.2.2 阳离子聚合物含量的测定
3.2.3 比表面积的测定
3.2.4 Zeta电位的测定
3.2.5 粒径分布测定
3.2.6 X-射线衍射测定
3.2.7 电镜观察
3.2.8 热重分析
3.2.9 红外测定
3.2.10 胶质价的测定方法
3.2.11 膨胀倍数的测定方法
3.2.12 阳离子聚合物/膨润土的稳定性实验
3.2.13 阳离子聚合物/膨润土对染料废水的吸附脱色实验
3.2.14 阳离子聚合物/膨润土对含油废水的吸附去除实验
3.2.15 阳离子聚合物/膨润土的颗粒化实验
3.2.16 阳离子聚合物/膨润土颗粒的烧失量测定
第四章 EPI-DMA/膨润土的制备及其形成机理研究
4.1 EPI-DMA阳离子聚合物的选择
4.2 EPI-DMA/膨润土形成过程的影响因素分析
4.2.1 EPI-DMA初始浓度的影响
4.2.2 反应时间的影响
4.2.3 反应温度的影响
4.2.4 体系pH值的影响
4.2.5 盐浓度的影响
4.3 EPI-DMA/膨润土制备工艺的最优化探讨
4.4 EPI-DMA在膨润土上的吸附性能研究及机理分析
4.4.1 EPI-DMA在膨润土上的吸附动力学研究
4.4.2 EPI-DMA在膨润土上的吸附等温线
4.4.3 EPI-DMA在膨润土上的吸附热力学研究
4.5 小结
第五章 EPI-DMA/膨润土结构形貌及性能表征
5.1 EPI-DMA/膨润土的比表面积分析
5.2 EPI-DMA/膨润土的电动特性分析
5.2.1 EPI-DMA的电动特性
5.2.2 EPI-DMA/膨润土的电动特性
5.3 EPI-DMA/膨润土的粒度分布
5.4 EPI-DMA/膨润土的X—射线衍射分析
5.5 EPI-DMA/膨润土的结构形貌
5.5.1 EPI-DMA/膨润土的透射电镜分析(TEM)
5.5.2 EPI-DMA/膨润土的扫描电镜分析(SEM)
5.6 EPI-DMA/膨润土的热重—差热分析(TG—DSC)
5.7 EPI-DMA/膨润土的红外光谱分析(FTIR)
5.8 EPI-DMA/膨润土的亲疏水性、沉降性和稳定性
5.8.1 EPI-DMA/膨润土的亲疏水性
5.8.2 EPI-DMA/膨润土的沉降性能
5.8.3 EPI-DMA/膨润土的稳定性
5.9 小结
第六章 EPI-DMA/膨润土吸附染料的性能及机理研究
6.1 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附性能及影响因素分析
6.1.1 不同聚合物含量的EPI-DMA/膨润土对染料的吸附性能
6.1.2 EPI-DMA/膨润土的投加量对染料脱色效果的影响
6.1.3 反应时间对染料脱色效果的影响
6.1.4 pH值对染料脱色效果的影响
6.1.5 盐浓度对染料脱色效果的影响
6.1.6 染整助剂对染料脱色效果的影响
6.2 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附热力学研究
6.2.1 吸附等温线模型
6.2.2 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附热力学实验方法
6.2.3 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附等温线
6.2.4 吸附热力学参数计算
6.3 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附动力学研究
6.3.1 吸附动力学模型
6.3.2 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附动力学实验方法
6.3.3 EPI-DMA/膨润土对染料的吸附动力学
6.3.4 吸附动力学参数计算
6.4 小结
第七章 EPI-DMA/膨润土对实际废水的处理效果
7.1 EPI-DMA/膨润土对实际染料废水的处理
7.1.1 各种药剂对实际印染废水的处理效果比较
7.1.2 EPI-DMA/膨润土对实际印染废水处理的影响因素分析
7.1.3 EPI-DMA/膨润土对实际活性印染废水处理的影响因素分析
7.2 EPI-DMA/膨润土对含油废水的处理
7.2.1 各种药剂对含油废水的处理效果比较
7.2.2 EPI-DMA/膨润土投加量对含油废水处理效果的影响
7.2.3 振荡时间对EPI-DMA/膨润土处理含油废水效果的影响
7.2.4 pH值对EPI-DMA/膨润土处理含油废水效果的影响
7.3 小结
第八章 EPI-DMA/膨润土的颗粒化技术初探
8.1 EPI-DMA/膨润土颗粒的制备
8.1.1 膨润土颗粒化过程的影响因素研究
8.1.2 EPI-DMA/膨润土颗粒制备的影响因素研究
8.2 EPI-DMA/膨润土颗粒的表征
8.2.1 EPI-DMA/膨润土颗粒的比表面积
8.2.2 EPI-DMA/膨润土颗粒的表面形貌
8.3 EPI-DMA/膨润土颗粒对染料废水的脱色研究
8.3.1 EPI-DMA/膨润土颗粒投加量对染料脱色效果的影响
8.3.2 溶液pH值对EPI-DMA/膨润土颗粒对染料脱色效果的影响
8.3.3 EPI-DMA/膨润土颗粒对染料的吸附等温线
8.3.4 EPI-DMA/膨润土颗粒对染料的吸附动力学
8.4 小结
第九章 结论与展望
9.1 结论
9.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间已发表的论文
附录1 Formation and characteristics of cationic polymer/bentonite complexes as adsorbents for dyes
附录2 Kinetics of Adsorption of Disperse Dyes at Polyepicholorohydrin-Dimethylamine Cationic Polymer/Bentonite
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