陽離子型木質(zhì)素基水凝膠的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用.pdf

1、木質(zhì)素作為可再生的物質(zhì)，可以用來研究利用。但是，現(xiàn)實(shí)中木質(zhì)素的價(jià)值沒有完全得到發(fā)揮，因此研究木質(zhì)素的高效利用途徑十分必要，有益于共建資源節(jié)約社會，契合綠色發(fā)展理念。本文通過制備得到兩種不同的陽離子型木質(zhì)素基水凝膠，對兩種產(chǎn)物分別做出表征，并對其屬性做了深入研究，最后對水凝膠的吸附性能做了詳細(xì)探討。
　　首先以有機(jī)木質(zhì)素作為基質(zhì)，并分別以丙烯酰胺和丙烯酸作為聚合單體，在引發(fā)劑的作用下，加入陽離子單體DAC和聚乙烯醇，制備出帶有正電荷

2、的半互穿型水凝膠。在制備木質(zhì)素基陽離子型木質(zhì)素基水凝膠的過程中，首先對溫度、反應(yīng)時(shí)間、引發(fā)劑濃度進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，之后設(shè)計(jì)不同單體投加量的正交試驗(yàn)，探討實(shí)驗(yàn)最佳條件。結(jié)果表明，發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)，最優(yōu)溫度為70℃，反應(yīng)時(shí)間為4 h，引發(fā)劑的濃度為30 g/L，投加比例為木質(zhì)素：丙烯酰胺：聚乙烯醇：DAC=1：12：1：2，木質(zhì)素：丙烯酸：聚乙烯醇：DAC=1：12：2：8。
　　通過現(xiàn)代分析檢測手段對兩種陽離子型木質(zhì)素基水凝膠（Lig-

3、g-P(AM-co-DAC)和 Lig-g-P(AA-co-DAC)）的物化特性進(jìn)行表征。由紅外光譜（FTIR）分析可知，兩種陽離子型木質(zhì)素基水凝膠結(jié)構(gòu)中均出現(xiàn)了新的官能團(tuán)，表明接枝反應(yīng)成功。通過掃描電鏡分析可知，陽離子型木質(zhì)素基水凝膠表面有大量的孔隙，為吸附污染物提供吸附位點(diǎn)。隨后對兩種陽離子型木質(zhì)素基水凝膠在不同環(huán)境下的溶脹性能進(jìn)行測試，兩種水凝膠表現(xiàn)出明顯的差異。其中， Lig-g-P(AM-co-DAC)的最大溶脹率22.28

4、g/g，小于Lig-g-P(AA-co-DAC)的最大溶脹率125.5 g/g。兩種水凝膠的溶脹能力隨著外部環(huán)境的溫度、pH、鹽溶液的濃度和種類變化而發(fā)生改變，并表現(xiàn)出了良好的可重復(fù)性能。
　　最后討論了兩種木質(zhì)素基水凝膠對偶氮染料甲基橙以及陰離子重鉻酸根的吸附性能。兩種產(chǎn)物在吸附甲基橙時(shí)表現(xiàn)出明顯差異，其中Lig-g-P(AM-co-DAC)的吸附能力強(qiáng)于 Lig-g-P(AA-co-DAC)，并符合偽二階動力學(xué)模型以及 Lan