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浒苔是一种绿藻纲植物,生长在中潮带滩涂.浒苔虽然无毒,但是和赤潮一样,大量繁殖的浒苔也能遮蔽阳光,影响海底藻类的生长;死亡的浒苔也会消耗海水中的氧气.由于全球气候变化、水体富营养化等原因,造成海洋大型海藻浒苔绿潮暴发.
本文以浒苔为原料采用溶液聚合法制备了浒苔接枝丙烯酸的水凝胶。并采用响应曲面法中的Box-Behnken设计优化了合成参数。以吸水能力为响应值,选取了三个变量:丙烯酸与浒苔的质量比、丙烯酸中和度以及交联剂与丙烯酸的质量比,进行研究。得出浒苔基水凝胶的最优制备参数分别为:丙烯酸与浒苔质量比为8.4,丙烯酸中和度为54.3%,交联剂与丙烯酸质量比为0.33。在此条件下制备出了水凝胶,用其进行水吸附实验。研究和比较了不同粒径、盐浓度、pH值和温度对浒苔基水凝胶吸水能力的影响。结果表明,该水凝胶在粒径小,盐浓度低,pH=5-6和低温条件下有较强的吸水能力。
水凝胶因其网络结构中有许多可以与金属结合的官能团(-SO3H,-OH,-COOH,-SH和NH2等)可被应用于金属纳米粒子的制备。并且作为3-D交联网状聚合物,它的孔隙度易于调节。水凝胶能够从溶液中吸收不同种类的金属离子并将其固定,使得在水凝胶中制备纳米金属成为了可能。所以适当的还原剂可以将金属离子还原为相应的金属纳米颗粒。
以水凝胶为载体,通过原位金属纳米粒子的制备生产出一种新型的水凝胶.金属复合催化系统。首先,通过吸附金属离子溶液使金属离子负载于水凝胶上,然后加入还原剂硼氢化钠,将金属离子还原为金属单质。最终制备出的水凝胶.金属催化系统被用于催化降解对硝基苯酚。实验结果显示,对硝基苯酚的降解速率与催化剂的量,对硝基苯酚的初始浓度,反应温度以及催化剂的重复利用次数有很大关系。