论文部分内容阅读
海藻酸钙是一种具有良好的生物相容性和可降解性的海藻多糖,主要应用在食品、生物和医药等领域。以海藻酸钙为原料制备的碳气凝胶主要应用在电池方面,其在染料吸附、油水分离和乳液分离方面的探究比较少。本论文主要从两方面探究了不同温度下海藻酸钙碳气凝胶的制备和其吸附性能,并找到了具有最佳吸附性能的制备条件,对其染料吸附、油水分离和乳液分离性能进行探究。在此基础上,探讨了酸洗后的海藻酸钙碳气凝胶的染料吸附、油水分离和乳液分离性能。（1）海藻酸钙碳气凝胶的制备和应用通常,海藻酸钙（CA）是海藻酸钠（SA）经过5%氯化钙交联获得的。根据海藻酸钙气凝胶的热重图,选择500℃、800℃和1000℃为碳化温度,并获得了海藻酸钙碳气凝胶-500（CCA-500）、海藻酸钙碳气凝胶-800（CCA-800）和海藻酸钙碳气凝胶-1000（CCA-1000）。表征结果表明,CCA-500中主要是CaCO3和石墨结构、CCA-800和CCA-1000中主要是CaO和石墨结构。吸附实验中,CCA-1000表现出优于CA、CCA-500和CCA-800的吸附性能。CCA-1000对亚甲基蓝、甲基橙和油红O的吸附量分别是205.7 mg/g、106.7 mg/g和67.6 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学模型且吸附是自发进行的;CCA-1000对其他染料也有较好的吸附性能,对孔雀石绿、结晶紫、酸性品红和刚果红的吸附量分别达到7059 mg/g、2390 mg/g、6964mg/g和1476 mg/g。油水分离实验探究中,CCA-1000分别用15 s和18 s将水上油和水下油吸附完全。同时,CCA-1000用6 min和8 min分离3 mL四氯化碳和3 mL水溶液;在乳液分离过程中,CCA-1000分别用25 min和50 min分离5 mL油包水型和5 mL水包油型乳液。（2）碳气凝胶的制备和应用用2 mol/L的盐酸溶液处理CCA-1000,以去除CCA-1000中的氧化钙,制备碳气凝胶（ACCA）。表征结果表明,ACCA中主要含有碳和氧两种元素且无氧化钙的存在。ACCA对亚甲基蓝、甲基橙和油红O的吸附量分别为196.38 mg/g、187.44mg/g和182.6 mg/g,表明ACCA对不同类型染料的吸附都有很好的吸附效果。ACCA对三种染料的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,说明吸附过程是化学吸附和单分子层吸附。ACCA分别用40 s和2 s将水上油和水下油吸附完全,同时用15 min和35 min分离3 mL四氯化碳和3 mL水溶液;ACCA用2.5 h和3.5 h分离5mL油包水型和5 mL水包油型乳液。