纤维素—接枝—共聚(AM-GMA)的季铵化及其吸附甲基橙性能研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tp13140
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
废水和污泥等水体污染,会对环境和人类健康造成很大危害,而成为公众的重大关切。上述水污染物中很大的成分是水溶性的阴离子性物质如阴离子染料、荷负电的污泥等。针对水污染的治理,已研究、开发多种方法,包括化学法(如沉淀、氧化还原、气浮、电解等)、物理化学法(如溶剂萃取、离子交换、膜分离、吸附等)、生物法(如生物吸附、生物沉淀和植物修复等),其中的吸附法,因其可再生重复使用、无二次污染等特点而受到重视,开发吸附容量高、吸附速度快的阴离子吸附剂,成为水污染治理的热点。纤维素作为可再生、可生物降解、廉价易得的生物质,其本身对阴离子有一定的吸附性能,但吸附容量不高,一般不宜直接用于阴离子的吸附。通过醚化、酯化和接枝聚合改性等化学修饰,可改进纤维素的吸附性能,而接枝聚合通过单体种类、接枝率等的设计,可以制备在吸附容量、吸附速度等方面满足实际应用需求的吸附剂。本文实现了自由基引发的丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)在微晶纤维素上的接枝聚合。将实验获得的纤维素-接枝-聚合(丙烯酰胺-甲基丙烯酸缩水甘油酯)[cellulose-graft-poly(acrylamide-glycidyl methacrylate),Cell-g-P(AM-GMA)],用三甲胺进行环氧环的开环季铵化,获得季铵化纤维素-接枝-聚合(丙烯酰胺-甲基丙烯酸缩水甘油酯)[quaternized cellulose-graft-poly(acrylamide-glycidyl methacrylate),QD-Cell-g-P(AM-GMA)],并对产物进行了傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)等表征。实验结果表明,当引发剂过氧化苯甲酰(BPO)浓度为5.8 g L-1、引发时间16 min、复合溶剂丙酮:水比例7:8(体积)、接枝聚合时间3 h,在反应温度70℃,Cell-g-P(AM-GMA)接枝率可达396.2%。而当三甲胺浓度为11.0 g L-1、盐酸浓度为5.5 g L-1时,在40℃可较好地实现Cell-g-P(AM-GMA)的季铵化。本文以甲基橙(methyl orange,MO)作为模型阴离子染料,研究了 QD-Cell-g-P(AM-GMA)对水溶液中甲基橙的吸附性能。实验结果表明,在pH 3-8范围内,QD-Cell-g-P(AM-GMA)对MO的去除率在96%以上,可广泛应用于酸性碱性污水的处理。吸附动力学实验表明,QD-Cell-g-P(AM-GMA)对甲基橙的吸附,符合准二级动力学为化学吸附过程,初始吸附速率V00能够达到53.3 mg g-1 min-1,为文献报道V0值2倍以上,75 min即可达到吸附平衡,10 min时甲基橙去除率达到75%,25 min时甲基橙去除率达到90%。进一步的研究表明,QD-Cell-g-P(AM-GMA)对甲基橙的等温吸附更符合Langmuir等温吸附模型,由其可导出在30℃的最大吸附容量为800.0 mgg-1,与实验值798.1 mgg-1非常接近。而热力学研究表明,QD-Cell-g-P(AM-GMA)对MO的吸附为吸热和自发过程。经过5次吸附-脱附循环之后,QD-Cell-g-P(AM-GMA)对MO仍显示72%以上的去除率,证明其具有良好的吸附再生性能。综上所述,所制备的季铵化纤维素基吸附剂QD-Cell-g-P(AM-GMA)对阴离子染料具有较高的吸附容量、较快的吸附速度,在废水中阴离子污染物和污泥的治理方面,有较大的应用潜力。
其他文献
利用2001—2008年逐年的MODIS地表覆盖类型产品,根据藏北高原地表覆被特征对原始数据进行合并处理,得到每年藏北高原地表覆盖类型图;运用分类统计、动态转移矩阵、景观格局指
乳腺癌是全世界女性最常见的恶性肿瘤。所有乳腺癌中,大约5%-10%的乳腺癌为遗传性乳腺癌,另外还有20%左右的病例与遗传因素也有关。目前为止已经发现了25个以上的乳腺癌易感
为理清京津翼一体化前期规划和研究阶段信号系统建设思路,重点研究设计关键点及新技术。通过分析京津冀区域轨道信号系统应用现状,对区域不同轨道交通模式信号应用技术比较,
目的 DNA修复基因在乳腺癌的发生和发展过程当中作用显著,对DNA修复基因缺陷的患者进行临床表型研究,有利于对乳腺癌高危患者进行风险评估,制定预防策略,实施癌症监测和进行
核心素养理念下的高中数学课堂教学,需要教师转变教学观念,树立学生主体意识,由过去单纯的知识讲解目标转变为知识与技能、思想与方法、情感态度与价值观三维目标。以培养兴
美国、中国和欧盟是目前世界最大的能源进口主体,因此,供给安全在能源政策议程上扮演着相当关键的角色。然而,纵观这三个主体会发现,他们的能源供给安全政策又各自不同。本论
党中央十分重视高校建设。十八大以来,以习近平总书记为核心的党中央立足于国家治理课题的高度探寻高校治理,所孕育的高校治理观有着深厚的时代基础。习近平高校治理观是由五
分析听觉调律与视觉调律的差异性,介绍如何消除听觉调律中音分累积的误差以及逐一生律逐一检验方法,明确钢琴音准中音程精确的重要意义。
目的:探讨拉莫三嗪抗癫痫治疗过程中发生药疹及全身性高敏反应时的正确临床处理及提高其再次用药成功率的方法。方法:回顾性分析我院癫痫门诊应用拉莫三嗪治疗癫痫过程中药疹
铁路运输领域在经济社会迅速发展的进程中扮演着重要的角色,重载化和高速化是铁路运输的两个重大引擎。铁路部门不断研发大功率重载机车来满足日益增长的货运需求,重载电力机