高分子材料在水处理剂制备中的应用与研究
发布时间：2024-03-09 00:32
水资源短缺是我国面临的关系到国际民生的重大问题,而对水体污染的治理更是重中之重。目前,水体污染的成分复杂多样,一般水处理的步骤可分为三级处理,本论文主要研究了可用于二、三级水处理中的阳离子型淀粉改性絮凝剂和β-环糊精类纳米纤维吸附剂,讨论了材料制备时的影响因素及其水处理性能,并对材料进行了表征。主要内容包括以下三个方面： (1)研究讨论了聚合温度、聚合反应时间、单体配比、引发剂浓度、尿素加量、阳离子化条件等对阳离子型淀粉接枝丙烯酰胺聚合产物的影响,并确定了最佳的工艺条件为：聚合温度为50℃,聚合反应时间为3h,淀粉与丙烯酰胺单体最佳质量比1：3.2,引发剂浓度为0.9x10-3g/L,尿素量为2.5g,丙烯酰胺、二甲胺与甲醛的最佳摩尔比为1：1：1.2,阳离子化温度为65℃,阳离子化反应时间为2h。通过红外、SEM形貌及热失重表征,确定了淀粉接枝聚合物的成功合成,显示了其与淀粉在结构上的差异。 (2)采用掺杂和去掺杂无机纳米粒子法并利用静电纺丝技术制备了多孔β-环糊精/聚丙烯腈纳米纤维,选用Fe2O3为掺杂的无机纳米粒子,研究了Fe2O3掺杂量对电纺液电导率、复合纳米纤维的形貌、比表面...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 高分子水处理絮凝剂
1.1.1 絮凝剂的发展
1.1.1.1 传统的无机絮凝剂
1.1.1.2 无机高分子絮凝剂
1.1.1.3 有机高分子絮凝剂
1.1.1.4 微生物絮凝剂
1.1.2 淀粉的结构与性质
1.1.2.1 淀粉的概述
1.1.2.2 淀粉的结构
1.1.2.3 淀粉的性质
1.1.3 淀粉改性絮凝剂的研究
1.1.3.1 淀粉改性絮凝剂的概述
1.1.3.2 淀粉改性絮凝剂的研究进展
1.1.3.3 淀粉改性絮凝剂的合成
1.1.3.4 淀粉改性絮凝剂的应用
1.2 超分子水处理吸附剂
1.2.1 超分子化学的研究进展
1.2.2 环糊精的性质及其应用
1.2.2.1 环糊精的发现与发展
1.2.2.2 环糊精的结构与性质
1.2.2.3 环糊精聚合物
1.2.2.4 环糊精的应用
1.2.3 静电纺丝技术
1.2.4 纳米纤维在水处理中的应用
1.3 本论文的研究内容及特色
第二章 阳离子型淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及主要仪器
2.2.2 实验方法
2.2.2.1 改性天然高分子聚合物的合成
2.2.2.2 主要指标的测定
2.2.2.3 制备工艺条件的确定
2.2.2.4 性能测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 工艺条件对接枝共聚反应的影响
2.3.1.1 淀粉(ST)与丙烯酰胺(AM)的质量比对接枝共聚反应的影响
2.3.1.2 引发剂浓度对接枝共聚反应的影响
2.3.1.3 反应温度对接枝共聚反应的影响
2.3.1.4 反应时间对接枝共聚反应的影响
2.3.1.5 尿素对接枝共聚反应的影响
2.3.1.6 二甲胺对阳离子化反应的影响
2.3.1.7 甲醛对阳离子化反应的影响
2.3.1.8 阳离子化时间对阳离子化的影响
2.3.1.9 阳离子化温度对阳离子化的影响
2.3.2 性能测试与表征
2.3.2.1 聚合物的红外表征(FT-IR)
2.3.2.2 聚合物的形貌表征(FE-SEM)
2.3.2.3 聚合物的熟失重表征(TGA)
2.4 本章小结
第三章 纳米三氧化二铁/β-环糊精/聚丙烯腈(PAN)纳米纤维的制备及其对亚甲基蓝染料的吸附研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料及主要仪器
3.2.2 实验方法
3.2.2.1 三氧化二铁纳米粒子的制备
3.2.2.2 纳米三氧化二铁/β-环糊精/聚丙烯腈电纺纳米纤维的制备
3.2.2.3 三氧化二铁/β-环糊精/聚丙烯腈电纺纳米纤维的刻蚀
3.2.2.4 电纺纳米纤维对亚甲基蓝染料的吸附
3.2.2.5 性能的测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的红外表征
3.3.2 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的形貌分析(FE-SEM)
3.3.3 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的形貌分析(TEM)
3.3.4 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的的热失重分析(TGA)
3.3.5 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的XRD表征
3.3.6 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维电纺溶液的电导率
3.3.7 纤维的比表面积测试(BET)
3.3.8 电纺纳米纤维对亚甲基蓝染料的吸附
3.3.8.1 MB紫外标准曲线
3.3.8.2 电纺纳米纤维对亚甲基蓝染料的吸附
3.4 本章小结
第四章 β-CDP/PAN纳米纤维对亚甲基蓝染料的吸附研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料及主要仪器
4.2.2 实验方法
4.2.2.1 β-环糊精聚合物的制备合成
4.2.2.2 β-CDP/PAN电纺纳米纤维的制备
4.2.2.3 性能测试与表征
4.2.2.4 吸附实验
4.2.2.5 脱附实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 CDP/PAN电纺纳米纤维的红外表征
4.3.2 CDP/PAN电纺纳米纤维的形貌分析
4.3.3 CDP/PAN电纺溶液稳态粘度分析
4.3.4 吸附实验
4.3.4.1 静态吸附动力学曲线
4.3.4.2 静态吸附等温线
4.3.4.3 温度对吸附作用的影响
4.3.4.4 吸附热力学
4.3.5 脱附实验
4.3.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
已发表或待发表的文章及专利
致谢
本文编号：3922629
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 高分子水处理絮凝剂
1.1.1 絮凝剂的发展
1.1.1.1 传统的无机絮凝剂
1.1.1.2 无机高分子絮凝剂
1.1.1.3 有机高分子絮凝剂
1.1.1.4 微生物絮凝剂
1.1.2 淀粉的结构与性质
1.1.2.1 淀粉的概述
1.1.2.2 淀粉的结构
1.1.2.3 淀粉的性质
1.1.3 淀粉改性絮凝剂的研究
1.1.3.1 淀粉改性絮凝剂的概述
1.1.3.2 淀粉改性絮凝剂的研究进展
1.1.3.3 淀粉改性絮凝剂的合成
1.1.3.4 淀粉改性絮凝剂的应用
1.2 超分子水处理吸附剂
1.2.1 超分子化学的研究进展
1.2.2 环糊精的性质及其应用
1.2.2.1 环糊精的发现与发展
1.2.2.2 环糊精的结构与性质
1.2.2.3 环糊精聚合物
1.2.2.4 环糊精的应用
1.2.3 静电纺丝技术
1.2.4 纳米纤维在水处理中的应用
1.3 本论文的研究内容及特色
第二章 阳离子型淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及主要仪器
2.2.2 实验方法
2.2.2.1 改性天然高分子聚合物的合成
2.2.2.2 主要指标的测定
2.2.2.3 制备工艺条件的确定
2.2.2.4 性能测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 工艺条件对接枝共聚反应的影响
2.3.1.1 淀粉(ST)与丙烯酰胺(AM)的质量比对接枝共聚反应的影响
2.3.1.2 引发剂浓度对接枝共聚反应的影响
2.3.1.3 反应温度对接枝共聚反应的影响
2.3.1.4 反应时间对接枝共聚反应的影响
2.3.1.5 尿素对接枝共聚反应的影响
2.3.1.6 二甲胺对阳离子化反应的影响
2.3.1.7 甲醛对阳离子化反应的影响
2.3.1.8 阳离子化时间对阳离子化的影响
2.3.1.9 阳离子化温度对阳离子化的影响
2.3.2 性能测试与表征
2.3.2.1 聚合物的红外表征(FT-IR)
2.3.2.2 聚合物的形貌表征(FE-SEM)
2.3.2.3 聚合物的熟失重表征(TGA)
2.4 本章小结
第三章 纳米三氧化二铁/β-环糊精/聚丙烯腈(PAN)纳米纤维的制备及其对亚甲基蓝染料的吸附研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料及主要仪器
3.2.2 实验方法
3.2.2.1 三氧化二铁纳米粒子的制备
3.2.2.2 纳米三氧化二铁/β-环糊精/聚丙烯腈电纺纳米纤维的制备
3.2.2.3 三氧化二铁/β-环糊精/聚丙烯腈电纺纳米纤维的刻蚀
3.2.2.4 电纺纳米纤维对亚甲基蓝染料的吸附
3.2.2.5 性能的测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的红外表征
3.3.2 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的形貌分析(FE-SEM)
3.3.3 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的形貌分析(TEM)
3.3.4 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的的热失重分析(TGA)
3.3.5 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维的XRD表征
3.3.6 Fe2O3/β-CD/PAN纳米纤维电纺溶液的电导率
3.3.7 纤维的比表面积测试(BET)
3.3.8 电纺纳米纤维对亚甲基蓝染料的吸附
3.3.8.1 MB紫外标准曲线
3.3.8.2 电纺纳米纤维对亚甲基蓝染料的吸附
3.4 本章小结
第四章 β-CDP/PAN纳米纤维对亚甲基蓝染料的吸附研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料及主要仪器
4.2.2 实验方法
4.2.2.1 β-环糊精聚合物的制备合成
4.2.2.2 β-CDP/PAN电纺纳米纤维的制备
4.2.2.3 性能测试与表征
4.2.2.4 吸附实验
4.2.2.5 脱附实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 CDP/PAN电纺纳米纤维的红外表征
4.3.2 CDP/PAN电纺纳米纤维的形貌分析
4.3.3 CDP/PAN电纺溶液稳态粘度分析
4.3.4 吸附实验
4.3.4.1 静态吸附动力学曲线
4.3.4.2 静态吸附等温线
4.3.4.3 温度对吸附作用的影响
4.3.4.4 吸附热力学
4.3.5 脱附实验
4.3.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
已发表或待发表的文章及专利
致谢
本文编号：3922629
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