GPm的合成及吸附性能研究

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吡喃葡萄糖环基微球(GPm)——可溶性淀粉(SS)的一种衍生物,是交联剂对可溶性淀粉分子之间进行架桥,产生交联而制备的,其具有丰富的孔道结构及微空腔,且粒度达到微米级别,较为均匀。比其他高分子微球具有更为优异的生物相容、降解性能,并且原料价格低廉、来源非常广泛。GPm的孔道及微空腔具有包络作用,使其具有良好的吸附性能,可在环境污水废水处理、离子交换与吸附以及药物负载等各领域拥有广阔的应用前景。(1)本论文以SS为原料,交联剂为MBAA(即N,N′-亚甲基双丙烯酰胺),反相乳液的方法聚合生成GPm。通过单因素实验对合成GPm的工艺进行探讨,得到最终合成工艺为:交联剂用量为0.3g,油水体积比为4:1,复配乳化剂(m(Span60)∶m(Tween60)=2∶1)为1.2g,引发剂用量为0.6g,淀粉溶液的质量分数为15%,反应发生的条件中搅拌的速度、反应时间以及反应温度分别是700r/min、2h、50℃。(2)通过扫描电镜(SEM)、多媒体光学显微镜(MOM)、比表面仪(SA)、粒度分析仪(PSA)等对GPm表观形貌、孔容积、比表面积、粒度分布进行测定。结果表明:GPm表面凹凸,较为粗糙,颗粒形状圆整,较为均匀,孔容dVp/dDp为0.219,平均孔径DBJH为14.28nm,比表面积为7.696m~2/g,粒径分布在40~80μm之间;红外光谱仪(FT-IR)、x-射线衍射分析仪(XRD)分析表明:GPm是SS与MBAA共聚生成;对GPm溶胀性、吸水性、溶解性的计算表明交联后微球机构强度增加;综合热力学(TGA)数据显示:GPm耐热性明显提高。(3)通过紫外可见分光光度计(UV)研究GPm对对羟基苯甲醚(p-hydroxyanisole)、苯胺(Aniline)、吡啶(Pyridine)的吸附性能。GPm对这几种有机物的吸附,开始速率表现快,吸附时间增长,吸附速率开始降低。GPm对有机物的吸附动力学行为,可用一级、二级动力学方程拟合,得到令人满意的结果,显然过程受液膜、颗粒内扩散控制,则该行为的发生物理及化学影响的因素都有,过程放热,较低温吸附更易发生, Langmuir(朗缪尔)和Freundlich(弗兰德里西)等温吸附方程都能在该过程应用,各温度下n>1,故这是一优惠吸附过程。该过程吸附驱动力主要是焓变ΔH。还研究了有机物对微球结构以及性能造成的影响。
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