殼聚糖-g-聚丙烯酸-海泡石復合材料的制備及其吸附性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的廢水處理法在處理效率和經(jīng)濟效率方面都還存在比較多的問題。殼聚糖作為吸附劑時存在著酸溶性、質(zhì)軟、難成形等缺點,因此需要對其進行化學改性等處理,改性殼聚糖對金屬離子具有良好的吸附性能但尚存在如造粒難、比重較小、從溶液中沉降的速度較慢等諸多缺點,且總體造價比較高；海泡石是層狀硅酸鹽的一種,由于其結(jié)構(gòu)的特性,具備了離子交換性、吸附性、吸水性等性能,也能應用于處理重金屬離子廢水、染料廢水等,是很有發(fā)展前景的優(yōu)質(zhì)價廉水處理劑,但存在著難于二次

2、利用的問題,同時也可能產(chǎn)生二次污染。
　　 針對殼聚糖及海泡石在水處理方面的優(yōu)缺點,本論文以殼聚糖、丙烯酸和海泡石為原料、以過硫酸銨為引發(fā)劑、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑,在水溶液中通過接枝共聚反應合成了具有三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的殼聚糖-g-聚丙烯酸/海泡石復合材料。制得的復合材料在具有高吸水性的同時,對重金屬離子Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)也有很高的吸附性能,且海泡石的加入使樹脂的吸附速率、凝膠強度和耐鹽、耐酸性有了很大改善

3、,并降低了制備成本。
　　 本文的主要研究內(nèi)容及獲得的研究結(jié)果有:
　　 1、以吸水倍率和吸鹽水倍率為參考量,通過均勻設計對實驗合成條件進行優(yōu)化,并將最優(yōu)化條件下的合成樣品記做CTS-g-PAA/Sep,測試結(jié)果表明其吸水倍率達到423.7g/g,吸鹽水倍率92.6 g/g,相對于對比樣品CTS-g-PAA,復合材料的耐鹽性大大提高。
　　 2、XRF測試結(jié)果表明海泡石的精制去除了原礦中的鈣鹽雜質(zhì)；紅外光譜分析表

4、明AA、CTS和海泡石共同參與了接枝聚合反應；XRD分析說明海泡石的層狀結(jié)構(gòu)被撐開；從掃描電鏡可以看出,CTS-g-PAA/Sep材料表面粗糙多孔,有利于增大吸附容量；熱分析測試顯示CTS-g-PAA/Sep熱穩(wěn)定性較殼聚糖大大增強,能在300℃以下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；氮氣吸附脫附實驗結(jié)果表明CTS-g-PAA/Sep比表面積達到了82.168m2/g,有利于提高材料吸附量。
　　 3、研究了CTS-g-PAA/Sep對Pb(Ⅱ)、H

5、g(Ⅱ)的吸附實驗。探討了不同合成條件、溶液pH、溫度對復合材料吸附性能的影響；繪制了吸附等溫線,用四種等溫模型對其吸附過程進行擬合,擬合結(jié)果顯示CTS-g-PAA/Sep對P6(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的飽和吸附量分別達到286.95 mg/g,371.89 mg/g,大大高于其它礦物及原料；吸附動力學實驗表明:CTS-g-PAA/Sep對Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的吸附均在50min左右達到平衡,優(yōu)于CTS的7-8h,且用二級動力學模型可以很好