纤维素（衍生物）/有机蒙脱土纳米复合吸附剂制备及性能研究

发布时间：2023-04-23 03:57

　　本论文以纤维素(衍生物)、有机蒙脱土为基本原料和研究对象，讨论了不同制备条件下二者的复合材料对阴离子染料刚果红和阳离子染料亚甲基蓝的吸附性能，通过FT-IR、XRD、TEM、EDS、SEM和TG等手段来研究该吸附剂的微观结构特征。同时探索了吸附剂对染料的吸附和解吸能力，并对其吸附动力学和吸附热力学进行了研究。 本论文的研究结论归纳如下： 一、研究了不同制备条件对纤维素/有机蒙脱土纳米复合吸附剂吸附刚果红的影响并对复合材料的结构进行了表征。同时分析了该吸附剂对刚果红的吸附和解吸行为，并讨论了吸附热力学和吸附动力学。选择制备该纳米复合吸附剂的最佳条件为：纤维素与有机蒙脱土投料比为6:1，氢氧化钠浓度为10%，反应温度为50℃，反应时间为6h，此条件下制备的吸附剂对刚果红的吸附量可达80.04mg/g。 表征结果显示：复合材料中既存在着有机蒙脱土的骨架结构，又有纤维素大分子存在。纤维素分子上的基团可能与蒙脱土分子的层间阳离子发生了配位或络合作用，形成了一个相对稳定的剥离-插层型结构，有机蒙脱土的存在大大改善了纤维素的热稳定性。 吸附剂吸附刚果红的最佳条件为：在30℃、pH=4，染料初始浓度为...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 蒙脱土与有机蒙脱土研究现状
    1.3 纤维素及羧甲基纤维素的研究现状
    1.4 天然高分子（衍生物） /粘土复合材料的研究现状
    1.5 研究目的
    1.6 研究内容
2 制备条件对纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂吸附解吸阴离子染料刚果红的性能研究
    2.1 实验材料与仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 有机蒙脱土的制备
        2.2.2 纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂的制备
        2.2.3 吸附染料实验
        2.2.4 解吸实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 制备条件对纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂吸附刚果红的影响
            2.3.1.1 不同投料比对吸附刚果红性能的影响
            2.3.1.2 反应温度对吸附刚果红性能的影响
            2.3.1.3 反应时间对吸附刚果红性能的影响
            2.3.1.4 氢氧化钠浓度对吸附刚果红性能的影响
        2.3.2 蒙脱土及纤维素 /有机蒙脱土复合材料的结构表征
            2.3.2.1 蒙脱土的化学成份分析
            2.3.2.2 纳米复合吸附剂的红外表征
            2.3.2.3 纳米复合吸附剂的 XRD 分析
            2.3.2.4 纳米复合吸附剂的 SEM 分析
            2.3.2.5 纳米复合吸附剂的 TEM 分析
            2.3.2.6 纳米复合吸附剂的 EDS 分析
            2.3.2.7 纳米复合材料的 TG 分析
        2.3.3 纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂对刚果红吸附和解吸研究
            2.3.3.1 吸附温度对纳米复合吸附剂吸附性能的影响
            2.3.3.2 吸附时间对纳米复合吸附剂吸附性能的影响
            2.3.3.3 染料初始浓度对纳米复合吸附剂吸附性能的影响
            2.3.3.4 染料 pH 对纳米复合吸附剂吸附性能的影响
        2.3.4 纳米复合吸附剂的吸附动力学及吸附等温线分析
            2.3.4.1 吸附动力学
            2.3.4.2 吸附热力学
        2.3.5 纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂的解吸性能研究
            2.3.5.1 振荡器震荡时间对纳米复合材料解吸率的影响
            2.3.5.2 超声波超声时间对纳米复合材料解吸率的影响
    2.4 结论
3 不同制备条件对羧甲基纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂吸附和解吸刚果红的性能研究
    3.1 实验材料与仪器
    3.2 实验方法
        3.2.1 有机蒙脱土的制备
        3.2.2 羧甲基纤维素的制备
        3.2.3 羧甲基纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂的制备
        3.2.4 吸附染料实验
        3.2.5 染料解吸实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 制备条件对羧甲基纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂吸附刚果红的影响
            3.3.1.1 CTAB 的不同用量对吸附刚果红性能的影响
            3.3.1.2 不同投料比对吸附刚果红性能的影响
            3.3.1.3 反应时间对吸附刚果红性能的影响
            3.3.1.4 反应温度对吸附刚果红性能的影响
        3.3.2 羧甲基纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂的结构表征
            3.3.2.1 纳米复合吸附剂的红外表征
            3.3.2.2 纳米复合材料的 XRD 分析
            3.3.2.3 纳米复合材料的 TEM 分析
            3.3.2.4 纳米复合材料的 SEM 分析
            3.3.2.5 纳米复合材料的 TG 分析
        3.3.3 羧甲基纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂对刚果红吸附和解吸性能研究
            3.3.3.1 吸附时间对纳米复合材料吸附性能的影响
            3.3.3.2 染料初始浓度对纳米复合吸附剂吸附性能的影响
            3.3.3.3 染料 pH 值对纳米复合材料吸附性能的影响
            3.3.3.4 吸附温度对纳米复合材料吸附性能的影响
        3.3.4 羧甲基纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂吸附动力学和吸附热力学分析
            3.3.4.1 吸附动力学
            3.3.4.2 吸附热力学
        3.3.5 复合材料对刚果红的解吸性能研究
            3.3.5.1 振荡器解吸时间对纳米复合材料脱附率的影响
            3.3.5.2 超声波解吸时间对纳米复合材料脱附率的影响
    3.4 结论
4 不同制备条件对纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂吸附阳离子染料亚甲基蓝的影响
    4.1 实验材料与仪器
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 氢氧化钠浓度对吸附亚甲基蓝性能的影响
        4.2.2 投料比对吸附亚甲基蓝性能的影响
        4.2.3 反应时间对吸附亚甲基蓝性能的影响
        4.2.4 反应温度对吸附亚甲基蓝性能的影响
    4.3 结论
5 不同制备条件对羧甲基纤维素 /有机蒙脱土纳米复合吸附剂吸附阳离子染料亚甲基蓝的影响
    5.1 实验材料与仪器
    5.2 实验方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同 CTAB 用量对吸附亚甲基蓝性能的影响
        5.3.2 投料比对吸附亚甲基蓝性能的影响
        5.3.3 反应时间对吸附亚甲基蓝性能的影响
        5.3.4 反应温度对吸附亚甲基蓝性能的影响
    5.4 总结
6 总结与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：3799040