殼聚糖-g-聚丙烯酸-海泡石復(fù)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(jì)效率方面都還存在比較多的問題。殼聚糖作為吸附劑時(shí)存在著酸溶性、質(zhì)軟、難成形等缺點(diǎn),因此需要對其進(jìn)行化學(xué)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(diǎn),且總體造價(jià)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(yīng)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(jià)廉水處理劑,但存在著難于二次

2、利用的問題,同時(shí)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(diǎn),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(yīng)合成了具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的殼聚糖-g-聚丙烯酸/海泡石復(fù)合材料。制得的復(fù)合材料在具有高吸水性的同時(shí),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(qiáng)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(shè)計(jì)對實(shí)驗(yàn)合成條件進(jìn)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(dá)到423.7g/g,吸鹽水倍率92.6 g/g,相對于對比樣品CTS-g-PAA,復(fù)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(yīng)；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(qiáng),能在300℃以下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；氮?dú)馕矫摳綄?shí)驗(yàn)結(jié)果表明CTS-g-PAA/Sep比表面積達(dá)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(shí)驗(yàn)。探討了不同合成條件、溶液pH、溫度對復(fù)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(jìn)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(dá)到286.95 mg/g,371.89 mg/g,大大高于其它礦物及原料；吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明:CTS-g-PAA/Sep對Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的吸附均在50min左右達(dá)到平衡,優(yōu)于CTS的7-8h,且用二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型可以很好