輝光放電電解等離子體引發(fā)合成丙烯酸基水凝膠及性能研究.pdf

1、輝光放電電解等離子體(GDEP)是一種新型的產(chǎn)生等離子體的電化學(xué)方法。采用特殊工藝制作的電極,當(dāng)電壓足夠高時(shí),陽(yáng)極針狀電極與周?chē)娊庖褐g產(chǎn)生輝光,使周?chē)軇┭杆倨纬煞€(wěn)定的蒸汽鞘,持續(xù)產(chǎn)生H2O2、HO2+、H3O+、OH·、H·等高活性粒子,這些粒子很容易被輸送到電極附近的溶液中,從而為各種類(lèi)型的溶液化學(xué)反應(yīng)提供了活性中間體源。本論文提出在水溶液中用輝光放電電解等離子體引發(fā)合成高分子水凝膠的新方法。重點(diǎn)研究了輝光放電電解等離子體

2、引發(fā)聚合高分子水凝膠的機(jī)理,并將合成的水凝膠用于保水和染料廢水的凈化,以期能夠使輝光放電電解等離子體在高分子材料制備方面發(fā)揮一定作用。本論文共分4章:
　　第1章綜述了輝光放電電解等離子體的實(shí)驗(yàn)裝置、自由基產(chǎn)生的機(jī)理以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。同時(shí),對(duì)水凝膠的合成及其在水凈化中的應(yīng)用也做了概述。
　　第2章以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)為單體,N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑,在水溶液中利用輝光放電電解等離子體(GD

3、EP)引發(fā)一步制得聚(丙烯酰胺-丙烯酸)(P(AM-co-AA))水凝膠?？疾炝朔烹婋妷骸⒎烹姇r(shí)間、交聯(lián)劑含量、AM和AA質(zhì)量比以及中和度對(duì)P(AM-co-AA)吸附孔雀石綠(MG)的影響。用紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)和熱重分析(TGA)分別對(duì)P(AM-co-AA)水凝膠進(jìn)行了表征,同時(shí)探討了引發(fā)機(jī)理.結(jié)果表明,水凝膠對(duì)MG的最大吸附量為864mg/g。
　　第3章以丙烯酸(AA)和殼聚糖(CS)為單體,N,N-亞甲

4、基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑,采用輝光放電等離子體技術(shù)引發(fā)聚合法在水溶液中一步制得了丙烯酸/殼聚糖(AA/CS)高吸水性復(fù)合材料。然后考察了放電電壓、溫度、CS與AA質(zhì)量比及交聯(lián)劑用量對(duì)樹(shù)脂吸水率的影響,用紅外光譜(FTIR)、熱重分析(TGA)、掃描電鏡(SEM)分別對(duì)最佳產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和表面形貌進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,在最佳條件下,復(fù)合材料性能良好。討論了pH值,不同鹽溶液(NaCl,KCl,MgCl2和CaCl2)等對(duì)水凝膠吸水行為的

5、影響。
　　第4章以N,N'亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑,用輝光放電電解等離子體引發(fā)丙烯酸共聚在2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸上,合成丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AA/AMPS)水凝膠。用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR),熱重分析(TGA),掃描電子顯微鏡(SEM)分別對(duì)最佳產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和形貌進(jìn)行表征。并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行討論。對(duì)反應(yīng)條件(如放電電壓、放電時(shí)間、溫度、AMPS與AA的質(zhì)量比和交聯(lián)劑的含量)進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化。最優(yōu)水