羧甲基纤维素复合薄膜对废水中染料的吸附研究

来源 :烟台大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:Mafei19881016
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吸附法是处理染料废水最常用的方法之一,其关键是开发绿色、环保、可降解且具有优异吸附性能的吸附剂。复合薄膜由于其高吸附效率、可降解性以及易于回收等优点,受到研究人员的青睐。本研究利用羧甲基纤维素(CMC),制备了CMC为基质的新型复合薄膜,并研究了CMC及其性能参数(取代度和粘度)对复合薄膜亲水性能和机械性能的影响,利用XRD、SEM、TG等手段对复合薄膜的结构进行表征,在此基础上研究复合薄膜对亚甲基蓝染料(MB)的的吸附性能。研究分为以下几个方面:(1)分别以羧甲基纤维素(CMC)、蒙脱土(MMT)和聚乙烯醇(PVA)为基本成分,制备了羧甲基纤维素-蒙脱土-聚乙烯醇(CMC-MMT-PVA)复合薄膜,研究CMC的用量和性能参数对复合薄膜的性能影响。结果表明,CMC-MMT-PVA复合薄膜的溶胀率随着CMC质量分数的增加,先增加后减小;接触角随着CMC质量分数的增大而变小,说明由于CMC的增加,使得复合薄膜中的亲水基团增多,复合薄膜具有较大的亲水性。CMC-MMT-PVA复合薄膜的拉伸强度随着CMC的质量分数增加,呈现先增加后逐渐降低的趋势,断裂伸长率随着CMC质量分数的增大而减小。CMC的取代度对CMC-MMT-PVA复合薄膜的溶胀率和机械性能影响不大,但CMC粘度对其影响较大,溶胀率随着CMC粘度的增大,先增加后减小;CMC粘度越大,制备的复合薄膜具有更好的机械性能;CMC的取代度越大,复合薄膜的接触角越小,而CMC的粘度越大,复合薄膜的接触角增大。CMC取代度为0.95,粘度为1020MPa?s,用量为50%时,所制备的复合薄膜性能最好。通过XRD、SEM、FTIR等表征手段,证明CMC-MMT-PVA在戊二醛的交联作用下,已经成功交联生成了均匀的复合薄膜。(2)分别以羧甲基纤维素(CMC)、蒙脱土(MMT)和聚乙二醇(PEG)为基本成分,制备了羧甲基纤维素-蒙脱土-聚乙二醇(CMC-MMT-PEG)复合薄膜,研究CMC的用量和性能参数对复合薄膜的性能影响。结果表明,CMC-MMT-PEG复合薄膜的溶胀率随着CMC质量分数的增加,先增加后减小;接触角随着CMC质量分数的增大而变小;CMC-MMT-PEG复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率随着CMC质量分数的增大而减小;CMC的取代度对CMC-MMT-PEG复合薄膜溶胀率和机械性能的影响不大,但CMC粘度对其影响较大,溶胀率随着CMC粘度的增大,先增加后减小;CMC粘度越大,制备的复合薄膜具有更好的机械性能;CMC的取代度越大,复合薄膜的接触角越小,而CMC的粘度越大,复合薄膜的接触角增大。CMC取代度为0.95,粘度为1020MPa?s,质量分数为65%时,制备的CMC-MMT-PEG复合薄膜性能最佳。通过XRD、SEM、FTIR表征手段,证明CMC-MMT-PEG在戊二醛的交联作用下,已经成功交联生成了均匀的复合薄膜。通过TG热重分析研究,CMC-MMT-PEG复合薄膜的热稳定性随着CMC用量的增加而有所下降。(3)通过对羧甲基纤维素-蒙脱土-聚乙烯醇(CMC-MMT-PVA)复合薄膜对亚甲基蓝染料的吸附研究,结果表明:当薄膜中CMC质量分数为50%,CMC-MMT-PVA复合薄膜对MB的吸附效果最佳,对MB的最大吸附量为9.98mg/g;其吸附条件为吸附温度为30℃,pH为5,吸附时间为1h,MB的初始浓度为200mg/L。(4)通过对羧甲基纤维素-蒙脱土-聚乙二醇(CMC-MMT-PEG)复合薄膜对亚甲基蓝染料的吸附研究,结果表明:当CMC质量分数为65%时,CMC-MMT-PEG复合薄膜对MB的吸附效果最佳,对MB的最大吸附量为26.06mg/g;其吸附条件为吸附温度为30℃,pH为3,吸附时间为1.5h,MB的初始浓度为400mg/L。(5)通过吸附热力学和吸附动力学的研究,结果表明两种复合薄膜对MB的吸附都符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,即属于单分子层吸附。综合对比两种薄膜对MB的吸附效果,可以看出CMC-MMT-PEG复合薄膜对MB的吸附效果要优于CMC-MMT-PVA薄膜,前者的最大吸附量为26.06mg/g,而后者的最大吸附量为9.98mg/g。
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