阴阳离子型淀粉树脂的制备及对印染废水中染料的吸附研究

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本论文以玉米淀粉为原料,制备了两种性质不同的淀粉基吸附材料:用于替代合成离子交换树脂和活性炭等的不可降解的阴离子淀粉树脂(ASR)和阳离子淀粉-秸秆复合树脂(CSCR)。并对两种吸附材料的合成工艺、理化性质、及对染料的静态与动态吸附性能进行了系统研究。ASR是一种带有羧酸基的阴离子型淀粉树脂,主要用于去除废水中的阳离子染料(亚甲基蓝、碱性品红、孔雀石绿)。其是以玉米淀粉为基体,丙烯酸(AA)、乙酸乙烯酯(VAc)为反应单体,经接枝共聚得到。经实验验证可得,ASR具有良好的机械性能、理化性能、吸附性能与再生性能,在p H(4-10)范围内,与原淀粉相较均表现出优良的吸附性能。在静态吸附中,其对亚甲基蓝、碱性品红及孔雀石绿3种不同结构的染料的吸附量达18.01 mg/g、17.35 mg/g、16.65 mg/g,经八次再生循环后,脱色率仍为77.63%,不低于首次吸附的90.05%。CSCR是一种带有季氨基的阳离子型淀粉-秸秆复合树脂,主要用于去除废水中的阴离子染料(活性染料、直接染料)。同时,秸秆增强粒子的加入使其机械性能得到极大改善,可用于动态(柱床)吸附。其是通过原淀粉(RS)与芦苇秸秆共混,利用水相合成法,与单体二甲基二烯丙基氯化铵(DAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、甲基丙烯酸β羟乙酯(HEMA)、苯乙烯(ST)接枝共聚制得。利用物理表征手段对CSCR的结构和表面性质进行了表征。结果表明CSCR在机械性能、理化稳定和热稳定方面性能优良,对酸、碱和酶溶液抵抗力强。在静态吸附试验中,对混合染料的脱色率(DR)高达89.13%,远高于201×7离子交换树脂的DR(201×7,DR=38.53%)。在动态吸附试验中,CSCR柱床的DR为99.95%,混合染液处理能力是柱体积的45倍,且再生性能优良。结果表明,阴离子淀粉树脂(ASR)和阳离子淀粉-秸秆复合树脂(CSCR)均具有良好的机械强度及理化稳定性,分别对阳离子染料(亚甲基蓝、碱性品红、孔雀石绿)、阴离子染料(活性染料、直接染料)等具有良好的去除性能,可应用于不同类型的印染废水,其在水处理中的应用前景更加广阔。
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