CPAAM高吸水性樹脂的制備及性能研究.pdf

1、以殼聚糖(Chitosan)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)為原料,過硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑,N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(NMBA)為交聯(lián)劑,采用溶液聚合及乙醇-NaOH溶液皂化法制備了殼聚糖-g-丙烯酸/丙烯酰胺高吸水性樹脂(CPAAM),考察了制備過程中各影響因素對(duì)CPAAM吸液性能的影響,獲得了最優(yōu)化制備條件為:單體總濃度mM=8.6％(wt％,下同；相對(duì)于水的總質(zhì)量),mCTS/mM=1:6,mAA/mAM=5:1,引發(fā)劑和

2、交聯(lián)劑濃度分別為2.5％和0.1％(相對(duì)于AA及AM總單體質(zhì)量),反應(yīng)溫度60℃,反應(yīng)時(shí)間5 h。在此條件下合成的CPAAM在蒸餾水中吸液倍率為1315g/g、在(0.9％NaCl)鹽溶液中吸液倍率為66 g/g。
　　 考察了溫度和pH對(duì)CPAAM吸液性能的影響,發(fā)現(xiàn)溫度升高,CPAAM在蒸餾水中的吸液倍率下降,但是在0.9％NaCl溶液中的吸液倍率反而有所提高；蒸餾水中,在pH為4.5～10之間的溶液中,吸液倍率基本保持不變

3、；pH<4.5時(shí),吸液倍率隨pH增加而增加,pH>10吸液倍率隨pH增加而減小。
　　 考察了不同種類的鹽及不同濃度對(duì)CPAAM吸液性能的影響。結(jié)果表明在主族陽離子鹽溶液中,陽離子水合作用的影響為主要因?yàn)?；隨著溶液濃度的增大,樹脂的平衡吸液倍率迅速下降,當(dāng)濃度大于6 mmol/L時(shí),各種鹽溶液濃度對(duì)平衡吸液倍率的影響趨于平緩,且不同種類鹽溶液中的平衡吸液倍率接近相等；在濃度為2mmol/L的鹽溶液中,CPAAM樹脂的平衡吸液倍率

4、順序?yàn)?LiCl>NaCl>KCl、MgCl2>CaCl2>BaCl2、KBr>KCl>KF、NaCl>CuCl2>FeCl3、ZnCl2>CuCl2>CoCl2>FeCl3、Na2CO3>NaCl>Na3PO4>Na2SO4；吸液初期(50min之前),吸液倍率迅速增加。吸液約250min之后吸液倍率變化趨向于平衡；在高價(jià)陽離子的溶液中,50min之前吸液倍率迅速增加,約50min之后樹脂的吸液倍率開始出現(xiàn)明顯的下降；高價(jià)陽離子對(duì)CP

5、AAM樹脂吸液性能的影響要大于單價(jià)陽離子。
　　 考察了高價(jià)金屬離子吸附量與吸附時(shí)間和溶液濃度的關(guān)系。在溶液濃度為2mmol/L的鹽溶液中,隨著時(shí)間的增加,吸附量逐漸增大,在150min左右,吸附量基本達(dá)平衡；CPAAM樹脂對(duì)堿土金屬離子的平衡吸附量大小順序?yàn)锽a2+>Ca2+>Mg2+,分別為2.6 mmol/g、2.0 mmol/g、1.3 mmol/g；在部分過渡金屬的Cl-鹽溶液中平衡吸附量順序?yàn)镃u2+>Zn2+>Co

6、2+>Fe3+,分別達(dá)到3.9 mmol/g,3.2 mmol/g、2.8 mmol/g、2.1 mmol/g；在部分過渡金屬的NO3-溶液中平衡吸附量順序?yàn)镃u2+>Ni2+>Pb2+>Cr3+,分別為4.5 mmol/g、4.1 mmol/g、4.0 mmol/g、2.1mmol/g。樹脂對(duì)金屬離子的吸附量隨著濃度增大而增大,溶液濃度為10 mmol/L時(shí),樹脂對(duì)Cu2+、Zn2+、Co2+、Fe3+的平衡吸附量分別達(dá)到8.2 mm