陽離子化織物的制備及其在染色廢水中的應(yīng)用研究.pdf

1、陽離子改性劑可以在棉織物中引入帶有陽離子性的基團(tuán)或化合物從而制備陽離子化織物。陽離子化織物表面帶正電荷，對陰離子染料的吸附具有一定的應(yīng)用價(jià)值，在染料廢水處理方面越來越受到人們的廣泛關(guān)注。本文以環(huán)氧氯丙烷（ECH）、三甲胺（TMA）和鹽酸（HCl）為反應(yīng)原料，采用水相法合成陽離子改性劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨（CHPTMAC），并將其接枝到織物上制備陽離子化織物。通過氣相色譜儀監(jiān)測反應(yīng)原料 ECH和副產(chǎn)物1,3-二氯丙醇（DCP）在

2、反應(yīng)過程中的濃度變化情況，從而控制反應(yīng)條件，并以ECH的轉(zhuǎn)化率以及CHPTMAC改性織物處理染料廢水的吸附效果作為考察指標(biāo)，確定合成 CHPTMAC的最佳工藝。采用紅外光譜儀（FT-IR）和核磁共振譜儀（1H-NMR）等表征手段確定CHPTMAC的官能團(tuán)及結(jié)構(gòu)。在最佳合成 CHPTMAC條件的基礎(chǔ)上，探討了改性劑量、NaOH濃度、改性時(shí)間和改性溫度對吸附量的影響，確定陽離子化織物的最佳制備條件。在最佳制備條件下，考察了染料溶液初始濃度、

3、電解質(zhì)含量、吸附時(shí)間和吸附溫度等條件對陽離子化織物吸附性能的影響，進(jìn)一步確定陽離子化織物吸附染料的等溫線模型，探究了陽離子化織物的吸附機(jī)理。此外，在最佳吸附條件的基礎(chǔ)上，采用水浴恒溫振蕩法初步探究了二氧化硫脲濃度、NaOH濃度及剝色時(shí)間對陽離子化織物剝色性能的影響，確定最佳剝色條件并初步探索多次剝色/吸附實(shí)驗(yàn)對陽離子化織物回用性能的影響。
　　本論文的主要研究結(jié)果如下：
　　1、研究了反應(yīng)物配比、pH、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對合

4、成產(chǎn)物中CHPTMAC含量的影響。研究結(jié)果顯示：反應(yīng)物配比n(ECH):n(TMAHC)=1，pH為8左右，反應(yīng)時(shí)間5h，反應(yīng)溫度為30℃時(shí)，ECH的轉(zhuǎn)化率達(dá)到94.37％。在此條件下合成的產(chǎn)物通過改性織物對染料廢水的吸附性能好，吸附率達(dá)到97.8%。
　　2、研究了陽離子化織物的制備條件對染料吸附性能的影響，研究結(jié)果顯示：對選定的質(zhì)量濃度為46%的CHPTMAC水溶液，改性劑量為2.2g，NaOH濃度8g/L，改性時(shí)間和改性溫度

5、分別為60min和60℃時(shí)，在浴比為1:50的條件下，制備的陽離子化織物對活性黃 FN-2R、弱酸性紅 A-2BF、直接藍(lán) TLE染料的吸附量分別達(dá)到14.851mg/g、14.619 mg/g、14.842 mg/g。
　　3、對于選定的陽離子化織物，研究了活性黃FN-2R、弱酸性紅A-2BF、直接藍(lán)TLE染料溶液的初始濃度、電解質(zhì)含量、吸附時(shí)間和吸附溫度等條件對陽離子化織物吸附性能的影響。研究結(jié)果顯示：當(dāng)各染料溶液初始濃度40

6、0 mg/L，吸附時(shí)間40～60min、吸附溫度60℃、無電解質(zhì)，在浴比為1:50的條件下，陽離子化織物對活性黃FN-2R、弱酸性紅 A-2BF、直接藍(lán) TLE染料的吸附率分別達(dá)到95.15%、95.89%和99.04%。陽離子化織物吸附活性黃FN-2R和弱酸性紅A-2BF染料符合Langmuir等溫模型，吸附直接藍(lán) TLE染料則符合 Freundlich等溫模型，且對各染料的吸附屬于自發(fā)、吸熱的過程。
　　4、研究了二氧化硫脲濃