水合肼改性纖維素-接枝-聚合丙烯酸甲酯的制備及其對重金屬離子吸附性能的研究.pdf

1、纖維素基重金屬離子吸附劑是近年來生物質重金屬離子吸附劑的研究熱點之一，因其良好的吸附性能、機械性能及再生性，纖維素基吸附劑在用于水中重金屬離子吸附方面有較大的開發(fā)潛力。
　　本文以微晶纖維素為基礎骨架，以硝酸鈰銨為引發(fā)劑，通過自由基接枝共聚反應制備纖維素接枝聚丙烯酸甲酯(cellulose-g-poly methyl acrylate，Cell-g-PMA)，隨后對其進行肼解，得到水合肼改性纖維素接枝聚丙烯酸甲酯(hydrazin

2、olyzedcellulose-g-poly methyl acrylate，Cell-g-PMA-HZ)。通過對合成條件的討論，優(yōu)化合成工藝，以提高產(chǎn)物的螯合基團含量，并利用FT-IR、元素分析、熱重分析、C13-NMR及掃描電鏡等分析方法對產(chǎn)物進行驗證。通過靜態(tài)及動態(tài)吸附實驗研究所制備Cell-g-PMA-HZ吸附劑對Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)離子的吸附性能。
　　研究結果表明，已成功制備得到Cell-g-

3、PMA-HZ。當選用0.5g微晶纖維素，硝酸鈰銨引發(fā)劑量為0.0558g，單體丙烯酸甲酯量為2mL，反應溫度為35℃時，經(jīng)3h接枝聚合反應，可制備出接枝率為326％的Cell-g-PMA;當投入接枝率為326％的Cell-g-PMA，使其中丙烯酸甲酯單元與水合肼的摩爾比為1∶60時，在55℃下反應3h，得到產(chǎn)物Cell-g-PMA-HZ，含N量最高可達20.81％。
　　吸附實驗結果表明，Cell-g-PMA-HZ吸附劑對Cu(Ⅱ

4、)、Ni(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)離子的吸附性能受Cell-g-PMA接枝率、金屬離子溶液初始pH、初始濃度、吸附時間、吸附溫度等因素影響。Cell-g-PMA接枝率為326％時，Cell-g-PMA-HZ吸附劑對Cu(Ⅱ)的吸附量最高;Cell-g-PMA-HZ吸附劑對Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)離子的吸附的最佳pH值在4.0-5.0之間，對這四種重金屬離子的吸附動力學均更符合準二級動力學模型;Cell-g-PM

5、A-HZ吸附劑對Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附可用Langmuir等溫吸附模型進行擬合，計算所得的最大吸附量(qm)分別為229.36mg g-1，173.91mg g-1，235.85mg g-1，對Pb(Ⅱ)的吸附則更符合Freundlich等溫吸附模型，所測平衡吸附量(qe)為249.89mg g-1; Cell-g-PMA-HZ吸附劑對Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的吸附均為放熱且熵減過程，而對Cd(Ⅱ)的吸附為吸