表面羧基化聚合物多孔微球的制备及铜离子吸附性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panda_chris
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浓乳液模板法是指利用水油两相体系中高浓度分散相形成的液滴堆积结构制备多孔材料的技术,得到的多孔聚合物具有微孔结构可调、孔隙率高、通孔丰富等优点,在吸附、分离、催化等领域具有广泛的应用前景。但是一般浓乳液聚合产物大多为块状,不便于进行实际工程应用。为此,本论文将浓乳液体系作为油相引入悬浮聚合过程,结合两亲性聚合物乳化剂的稳定作用与氧化-还原引发体系的快速聚合过程,成功地制备出了聚丙烯酸酯多孔微球。然后利用丙烯酸叔丁酯的水解特性,制备得到了表面羧基化的多孔聚合物微球。结合丰富的羧基与内部连通的孔道结构,实现了废水中重金属离子的有效吸附脱除。论文研究内容如下:1、选择甲基丙烯酸叔丁酯为聚合单体,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯为交联剂,采用W/O浓乳液结合悬浮聚合方法制备了聚甲基丙烯酸叔丁酯多孔微球。通过红外光谱、扫描电子显微镜、接触角测试、热失重测试等手段对多孔微球结构进行了表征,详细研究了浓乳液体系和悬浮体系的配方组成与制备工艺对聚合物多孔微球的粒径、孔径等形貌结构的影响,得到了球形度规整、孔结构完整的多孔微球,可控粒径范围为100-700μm,可控孔径范围为1-12μm。2、利用叔丁酯基的易水解性,将聚甲基丙烯酸叔丁酯多孔微球在三氟乙酸中进行水解,通过红外光谱、扫描电子显微镜等对微球的表面结构进行了表征,得到表面羧基官能化的聚甲基丙烯酸叔丁酯多孔微球。3、将所制备的表面羧基官能化的多孔聚合物微球作为吸附材料应用铜离子吸附,考察了体系p H值、接触时间、溶液初始浓度和微球粒径等影响因素对铜离子去除率的影响。结果表明,当初始浓度为200 mg·L-1时,最大吸附量为9.8 mg·g-1,铜离子去除率最高可达99%以上。吸附过程的动力学分析结果表明,吸附材料具有较快的吸附速率,在60分钟之内就能达到吸附平衡。
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