聚吡咯、聚磷腈納米材料的制備及其對(duì)染料吸附性能的研究.pdf

1、由于在紡織、皮革、造紙、印刷、化妝品等工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)用到大量的染料和顏料，所以就會(huì)有大量的染料廢水產(chǎn)生。排放的污水中哪怕只含有少量的染料也會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，因?yàn)槿玖蠌U水會(huì)對(duì)水生生物以及人類(lèi)造成危害，如發(fā)生基因突變、致癌等。除此之外，含有染料的工業(yè)廢水如果不加以處理而直接排放到河流、湖泊等水體中將會(huì)影響水生生物的光合作用。不僅如此，它還會(huì)減少光滲透并且增加化學(xué)需氧量（COD）。這將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成相當(dāng)大的影響。因此，染料廢水排放之前對(duì)其

2、進(jìn)行處理是相當(dāng)必要的。由于染料分子中具有穩(wěn)定的苯環(huán)結(jié)構(gòu)使其具有抗有氧降解和抗生物降解的性質(zhì)，這將大大增加了染料廢水的處理難度?，F(xiàn)在許多方法如絮凝、吸附、氧化、膜過(guò)濾、光催化、生物降解等被廣泛應(yīng)用到了染料廢水的處理上。在這些處理方法中，吸附法由于具有便于操作、去除率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等特點(diǎn)而成為最有發(fā)展前途的染料廢水處理方法。吸附行為一般發(fā)生在吸附劑的表面，所以尋找一種比表面大的吸附劑成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。因此具有高比表面和大量吸附位點(diǎn)的納米尺寸

3、的材料成為人們研究的熱點(diǎn)。本文利用模板自組裝氧化聚合、原位模板法等方法合成了一系列聚合物納米材料，并通過(guò)掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、紅外光譜分析、X射線衍射等一系列表征手段對(duì)我們制備的材料形貌以及潛在的性能進(jìn)行探究，并詳細(xì)的探究了這些納米材料作為吸附劑對(duì)不同染料的吸附行為。在此基礎(chǔ)上提出并驗(yàn)證了其吸附機(jī)理，根據(jù)吸附機(jī)理的特點(diǎn)將吸附劑應(yīng)用到選擇性吸附方面，以達(dá)到染料分離的目的。具體的研究如下：
　　利用氧化聚合法合成了聚吡咯（P

4、Py）納米微球，在室溫下，在三甲基溴化銨（CTAB）溶液中加入適量吡咯（Py）單體，然后逐滴加入過(guò)硫酸銨（APS）溶液，磁力攪拌使其充分聚合，然后利用清水洗滌就得到聚吡咯（PPy）納米微球。為了加大吸附量我們改變合成條件合成了具有較大比表面的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的（PPy）納米纖維。
　　利用原位模板法合成聚磷腈納米管，在超聲的實(shí)驗(yàn)條件下（50w），利用四氫呋喃（THF）為溶劑，三乙胺（TEA）作為縛酸劑進(jìn)而合成聚磷腈（PZS）納米管。<

5、br>　　利用SEM、TEM、FITR、XRD、BET、粒徑分析和表面電荷測(cè)試等表征手段研究了聚合物的結(jié)構(gòu)和性能。
　　以上述制備的納米材料作為吸附劑系統(tǒng)的研究了其對(duì)染料的吸附性能，發(fā)現(xiàn)它們均對(duì)廢水中的染料表現(xiàn)出了較高的吸附性能。聚吡咯納米纖維對(duì)甲基橙的吸附能力達(dá)到了169.55 mg/g。同時(shí)，準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir等溫線模型能夠更好的擬合聚吡咯納米材料對(duì)甲基橙的吸附。此外，對(duì)聚吡咯材料的循環(huán)使用性能進(jìn)行了研究，經(jīng)過(guò)

6、多次循環(huán)吸附后該吸附劑的吸附性能并沒(méi)有明顯降低，說(shuō)明聚吡咯納米材料是一類(lèi)可再生的高效吸附劑。同時(shí)提出并驗(yàn)證了靜電吸附是吸附行為發(fā)生的主要作用力。根據(jù)其吸附機(jī)理將聚吡咯納米纖維應(yīng)用到了混合染料的選擇性吸附上，并取得了良好的效果。
　　聚磷腈納米管對(duì)染料的吸附行為能夠用準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir等溫線模型很好的擬合。聚磷腈納米管對(duì)陰陽(yáng)離子染料表現(xiàn)出不同的吸附能力，因此可以將其應(yīng)用到染料的選擇性吸附上，并能夠有效的達(dá)到染料分離的