一种带有亲疏水微区吸附材料的制备及其吸附性能研究

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本文采用聚丙烯非织造布为基体,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为接枝单体,通过高能电子预辐照的方式制备接枝非织造布PP-g-GMA,得到的接枝非织造布再与正辛胺发生开环加成反应,得到一种具有亲疏水微区的改性聚丙烯非织造布PP-g-GMA-OA,并系统的研究了PP-g-GMA-OA改性非织造布对于内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)的吸附性能。同时构建了一种不具有亲水微区的对比结构PP-g-LMA改性非织造布,通过对其吸附性能,吸附速率、吸附亲和力以及吸附过程的活化能的比较,量化双亲性结构对吸附过程的影响,具体实验内容如下:  首先通过高能电子预辐照的方法照射非织造布,高能电子辐照剂量为80kGy,辐照完成后与一定浓度的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)异丙醇溶液混合,将甲基丙烯酸缩水甘油酯单体引入到聚丙烯非织造布表面;最佳单体浓度为6wt%,此时的GMA单体密度为3mmol/g。辐照接枝后再与足量正辛胺发生开环反应,形成亲疏水微区结构,胺化反应的最佳反应时间为90分钟,反应温度为80℃。  亲疏水微区构建完成后,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS),扫面电子显微镜(SEM)和接触角(CA)等对材料的组成、表面形貌、亲疏水性等进行系统的表征和检测。  其次,通过一系列的吸附试验考察了PP-g-GMA-OA改性聚丙烯非织造布对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)的吸附性能。实验表明PP-g-GMA-OA对于两种内分泌干扰物有较好的吸附效果。  最后为了系统表征亲水微区与疏水微区对于吸附过程的影响,本研究构建了一种不含亲水微区的对比结构PP-g-LMA,对比试验表明疏水微区作为主要的吸附位点,对内分泌干扰物具有很强的疏水作用力;而亲水微区一方面可以提高扩散速率和吸附速率,降低吸附过程中的活化能,加速吸附过程,另一方面形成氢键吸附,增加吸附量。
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