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论氨化氨化吸附剂制备与吸附重金属和全氟化合物

收藏本文 2024-01-29 点赞:32328 浏览:145997 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:研制高效吸附剂是吸附领域的重要方向,利用表面改性技术可以显著提升吸附剂的吸附能力。本探讨通过原子转移自由基聚合(ATRP)技术在多孔的聚苯乙烯树脂和无孔的稻壳表面接枝大分子长链聚合物,然后进行表面氨基化反应,制备出两种以聚苯乙烯树脂和稻壳为母体材料的氨化吸附剂,进行了吸附剂的制备条件优化和性能表征,并用其去除水体中的重金属和全氟化合物(PFCs),探讨了吸附特性和吸附机理。氨化树脂吸附剂制备的最佳ATRP反应时间为100min,最佳氨化反应时间为10h。通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)及X-射线光电能谱(XPS)浅析,证明了氨基被引入树脂表面及其内部孔隙中。在pH5的条件下,氨化树脂对Cu(II)、Pb(II)、Cr(VI)和As(V)的最大吸附量分别为2.6、0.97、3.0和2.2mmol g-1;阳离子Cu(II)和Pb(II)随溶液pH的增加而升高,而阴离子Cr(VI)和As(V)随溶液pH的增加而降低。XPS光谱证明了树脂表面氨基和阳离子重金属发生络合作用,而氨基与阴离子间则是静电吸引起主要作用。氨化稻壳吸附剂制备的最佳ATRP反应时间为2.5h,最佳氨化反应时间12h。SEM、FTIR和zeta的浅析结果表明氨基成功引入稻壳表面,并将氨化稻壳的零电点以2.73提升至8.54。在pH5时,氨化稻壳吸附剂对全氟丁酸(PFBA)、全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)的最大吸附量分别为1.70、2.49和2.65mmol g-1,吸附能在8h之内达到平衡,显著快于传统的多孔吸附剂。吸附特性和光谱浅析结果表明氨化稻壳和PFCs间有着静电作用和有着疏水作用。关键词:ATRP论文氨化树脂论文氨化稻壳论文重金属论文全氟化合物论文

    摘要3-4

    Abstract4-8

    主要符号对照表8-10

    第1章 绪论10-21

    1.1 选题背景10-16

    1.1.1 常用吸附剂介绍10-11

    1.1.2 吸附官能团与吸附机制11-12

    1.1.3 吸附去除重金属和 PFCs 的探讨12-13

    1.1.4 原子转移自由基聚合介绍13-15

    1.1.5 Merrifield 树脂和稻壳介绍15-16

    1.2 国内外探讨进展16-18

    1.2.1 吸附剂改性探讨近况16-17

    1.2.2 ATRP 制备吸附剂探讨进展17-18

    1.3 探讨目的与内容18-21

    1.3.1 探讨目的18

    1.3.2 探讨内容18-19

    1.3.3 技术路线19-21

    第2章 ATRP 制备氨化树脂及性能表征21-29

    2.1 材料与策略21-23

    2.1.1 实验材料21-22

    2.1.2 ATRP 和氨化反应制备氨化树脂22

    2.1.3 氨化树脂的吸附量评价22-23

    2.1.4 氨化树脂的表征23

    2.2 结果与讨论23-28

    2.2.1 氨化树脂制备条件23-25

    2.2.2 氨化树脂的 SEM 表征25-26

    2.2.3 氨化树脂的 FTIR 表征26-27

    2.2.4 氨化树脂的 XPS 表征27-28

    2.3 本章小结28-29

    第3章 氨化树脂吸附典型重金属的特性和机理探讨29-39

    3.1 材料与策略29-30

    3.1.1 实验材料29

    3.1.2 动力学实验29

    3.1.3 等温线实验29

    3.1.4 pH 影响实验29-30

    3.1.5 重金属浅析及吸附量计算30

    3.2 结果与讨论30-37

    3.2.1 吸附动力学30-31

    3.2.2 吸附等温线31-33

    3.2.3 pH 影响33-35

    3.2.4 吸附机理浅析35-37

    3.3 本章小结37-39

    第4章 ATRP 制备氨化稻壳及其性能表征39-47

    4.1 材料与策略39-41

    4.1.1 实验材料39

    4.1.2 制备稻壳引发剂39-40

    4.1.3 ATRP 和氨化反应制备氨化稻壳40

    4.1.4 氨化稻壳吸附量评价40-41

    4.1.5 氨化稻壳表征41

    4.2 结果与讨论41-46

    4.2.1 氨化稻壳制备条件41-43

    4.2.2 SEM 表征43-44

    4.2.3 FTIR 表征44-45

    4.2.4 等电点浅析45-46

    4.3 本章小结46-47

    第5章 氨化稻壳吸附全氟化合物的特性探讨47-59

    5.1 材料与策略47-50

    5.1.1 实验材料47

    5.1.2 吸附动力学实验47-48

    5.1.3 吸附等温线实验48

    5.1.4 pH 影响实验48

    5.1.5 全氟化合物的浅析策略48-50

    5.1.6 XPS 光谱浅析50

    5.2 结果与讨论50-57

    5.2.1 吸附动力学50-53

    5.2.2 吸附等温线53-54

    5.2.3 pH 值影响54-56

    5.2.4 吸附机理浅析56-57

    5.3 本章小结57-59

    第6章 结论与倡议59-61

    6.1 结论59

    6.2 倡议59-61

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