论文部分内容阅读
近年来，随着科技的进步，由高分子材料的频繁使用给环境带来的危害越来越大，因此，研究一种生物可降解的，环境污染较少的高分子材料显得尤为重要。本研究以可溶性淀粉为原料，亚硫酸氢钠（NaHSO3）和过硫酸钾（K2S2O8）混合物为引发剂，MBAA为交联剂，应用水包水（W/W）乳化交联方法合成N-CSM，再以GTA为醚化剂，合成C-CSM。以磷酸二氢钾（KH2PO4）和双甘膦（PMIDA）为吸附对象，分别研究N-CSM对PO4-n的吸附效果和C-CSM对PMIDA的吸附效果。显微镜和电镜扫描检测结果表明，N-CSM呈球形的粗糙表面，有一定的孔径。与N-CSM相比，C-CSM表面更粗糙，孔径有所减少。红外光谱分析可知，N-CSM和C-CSM中引入了酰胺基，表明发生了交联反应。C-CSM引入-CH2-N+（CH3）3基团。粒径分析表明，N-CSM的平均粒径为53.26μm。其阳离子化后，平均粒径为87.66μm。溶胀性能结果表明，可溶性淀粉的溶胀性能较弱，为151%；淀粉乳化交联形成N-CSM后，可达277%；C-CSM引入-CH2-N+（CH3）3，可达1484%。通过比表面积和孔隙率测定可知，N-CSM的BET比表面积和Langmuir比表面积值都较大，分别为29.5917m2/g和41.1075m2/g，这说明淀粉的交联可以增加其比表面积。差热分析可知，三种微粒的热稳定依次为N-CSM> C-CSM>可溶性淀粉。N-CSM对磷（磷元素质量计算）的吸附研究表明120min达到平衡，增加超声强度抑制吸附效果;在同一温度条件下，吸附量与磷的初始浓度正相关，当初始浓度一定时，温度与N-CSM吸附量成反比。此过程的吸附速率方程为Q=1.4625t0.3632。此过程的Langmuir等温方程式在313K和323K实验条件下的拟合结果依次为：Ce/qe=7.79Ce–615.46（R2=0.9990）和Ce/qe=7.28Ce–760.67（R2=0.9990）。本实验中ΔG的值表明N-CSM对PO4-n的吸附以物理吸附为主。C-CSM吸附PMIDA的单因素结果分析表明：质量浓度， pH值，温度，超声强度四个因素对吸附效果的影响较大。正交实验结果和极差分析的综合得到此过程的优化工艺方案：溶液质量浓度为9g/L， pH值为8，温度为298K，超声强度为90Hz。吸附等温方程拟合可知，Langmuir吸附等温方程和Freundlich等温吸附方程都能拟合298K温度下C-CSM对PMIDA的吸附行为，但Langmuir拟合的相关性比Freundlich拟合的相关性好。本实验中ΔG的值表明C-CSM对PMIDA的吸附以化学吸附为主。