含氮杂环功能化腈纶纤维的设计合成及其吸附与催化性能研究

发布时间：2023-10-19 20:12

　　随着经济的发展,大量的化学品被用于人类的生产和生活。化学品在为人类创造财富的同时,也带来了日趋严重的环境污染,给人类带来灾难,威胁着人类的生存。有鉴于此,环境污染物的回收利用或绿色转化及降解已成为可持续发展和建设优美生态环境的核心内涵之一。设计开发多功能智能材料,既能实现对环境污染物分子的高选择性识别,又能催化其绿色高效转化或降解,可为发展环境友好化学提供新思路。本论文以此为目标设计合成了系列含氮杂环功能化腈纶纤维,实现水中污染物的选择性去除,同时以该功能纤维为催化剂实现水中三组分的绿色转化反应。论文以腈纶纤维为载体,通过氨解、水解反应制备了胺化纤维,在此基础上通过取代反应设计合成了吡啶、喹啉、嘧啶、喹唑啉、哒嗪、酞嗪、吡嗪、喹喔啉等8种含氮杂环功能化纤维。利用红外光谱、机械强度元素分析、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、X射线光电子能谱等手段对功能纤维进行分析表征,表征结果证明有机小分子被成功固载到纤维表面。论文首先将制备的功能纤维用于水中有机污染物的选择性吸附,结果表明酞嗪功能化纤维(PAN_PHAF)对2,4-二氯苯氧乙酸有良好的吸附选择性(Q_e

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 有机物污染
    1.2 污水处理主要方法
        1.2.1 化学方法
        1.2.2 物理方法
        1.2.3 生物方法
        1.2.4 复合方法
    1.3 载体材料及固载方法
        1.3.1 载体材料
        1.3.2 固载方法
    1.4 腈纶纤维及其应用
        1.4.1 纤维材料的发展
        1.4.2 纤维的制备及改性
        1.4.3 纤维材料的表征
        1.4.4 腈纶纤维的应用
    1.5 本文研究内容
第2章 含氮杂环功能化纤维的制备
    2.1 引言
    2.2 实验仪器
    2.3 主要试剂
    2.4 实验部分
        2.4.1 功能纤维的制备
        2.4.2 纤维固载量和酸碱容量的测定
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 胺化纤维合成条件的选择
        2.5.2 含氮杂环功能化腈纶纤维合成条件的选择
        2.5.3 功能化纤维的表征
    2.6 本章小结
第3章 含氮杂环功能化纤维的吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验仪器与试剂
    3.3 实验部分
        3.3.1 功能纤维选择性的确定
        3.3.2 纤维用量对吸附的影响
        3.3.3 pH对纤维吸附能力的影响
        3.3.4 吸附动力学实验
        3.3.5 吸附等温学实验
        3.3.6 吸附热力学学实验
        3.3.7 连续流动吸附实验
        3.3.8 解析与循环
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 纤维用量的影响
        3.4.2 pH对纤维吸附能力的影响
        3.4.3 吸附动力学实验
        3.4.4 吸附等温学实验
        3.4.5 吸附热力学实验
        3.4.6 连续流动吸附实验
        3.4.7 解析与循环
    3.5 功能化纤维的吸附机理
    3.6 本章小结
第4章 含氮杂环功能化纤维的催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验仪器与试剂
    4.3 实验部分
        4.3.1 纤维催化活性的测试
        4.3.2 不同纤维的催化效果
        4.3.3 溶剂对催化的影响
        4.3.4 温度对催化的影响
        4.3.5 反应时间的影响
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 不同纤维的催化效果
        4.4.2 溶剂对催化的影响
        4.4.3 温度对催化的影响
        4.4.4 反应时间的影响
    4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
附录A 部分代表性化合物的谱图
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3855327