磁性聚丙烯酸系列材料的合成及其在废水处理中的应用

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:vonke
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
具有特殊的环境响应和优异的磁响应性能的磁性聚合物微球由于其独特的物理和化学性能,在废水处理领域有广阔的应用前景。然而,用于水处理中的特殊功能化的磁性聚合物微球通常是亲水性的,存在以下问题:合成方法有限、反应过程繁琐且难控制、反应装置复杂、容易氧化、磁含量不均匀。针对这些问题,本论文通过包覆Si O2保护层并采用回流沉淀聚合法包覆亲水性聚合物PAA,成功合成了粒径均匀、性能稳定、具有对p H和磁性双重响应的Fe3O4@Si O2@PAA,通过一种简单的方法在其表面引入氨基合成了Fe3O4@Si O2@CS/PAA,分别用于亚甲基蓝(MB)和Cr(VI)的去除并通过实验研究了吸附剂与吸附质的结合机理。主要研究内容如下:以溶剂热法合成的Fe3O4为内核,St?ber溶胶-凝胶法合成的Si O2作为保护层并引入丰富的硅羟基,通过回流沉淀聚合法成功包覆亲水性聚合物PAA合成了Fe3O4@Si O2@PAA。回流沉淀聚合法是合成亲水性聚合物的一种有效方法,并且具有反应时间短、实验装置简单、实验过程容易控制的优点。采用XRD、FT-IR、TEM、VSM、TGA对材料进行了表征,结果表明成功合成了以Fe3O4为内核、Si O2为夹心层、PAA为外壳,直径在470 nm左右的Fe3O4@Si O2@PAA,具有良好的磁响应性。将Fe3O4@Si O2@PAA用于MB的去除,通过研究p H和时间对去除率的影响确定了吸附实验的最佳工艺条件,p H是影响Fe3O4@Si O2@PAA的吸附性能的主要因素,这是由于PAA是一种p H敏感型聚合物,p H的变化会影响PAA表面羧基的存在形式而引起Zeta电位的变化,静电作用强弱也会随之变化。吸附反应在5 min基本达到平衡,这是由于吸附剂颗粒之间没有内扩散阻力。吸附过程服从准二级动力学,Langmuir模型能较好的描述该等温吸附过程。Fe3O4@Si O2@PAA有较高的重复利用率。通过CS与AA之间的静电作用,采用一种简单的方法引入氨基合成了含有多种官能团的Fe3O4@Si O2@CS/PAA,采用XRD、FT-IR、TEM、VSM、TGA对材料进行了表征,结果表明合成了以Fe3O4为内核、Si O2为夹心层、CS/PAA为外壳,含有氨基、羧基、羟基等官能团,具有良好的磁响应性,直径在460 nm左右的Fe3O4@Si O2@CS/PAA。以Cr(VI)为目标对象,研究了Fe3O4@Si O2@CS/PAA的吸附性能,结果表明p H=2,t=75℃是吸附Cr(VI)的最佳工艺条件,吸附反应在180 min基本达到平衡。吸附过程服从准二级动力学,通过静电作用与离子交换协同进行对Cr(VI)进行去除且吸附速率受外扩散和内扩散共同控制。对不同温度下的等温吸附过程进行拟合并计算热力学参数,Langmuir模型能较好的描述Fe3O4@Si O2@CS/PAA对Cr(VI)的等温吸附过程,参数(35)H、(35)S>0且(35)G<0,表明该吸附过程是一个吸热熵增的过程,该过程的推动力为(35)S,升高温度有利于反应自发程度的增加。
其他文献
<正>1 病历摘要患者女,24岁。因左侧面部多发囊肿20年余于2015年11月6日至我科就诊。患者20年余前左侧面部出现数个粟粒大肤色囊性肿物,并逐渐增至黄豆大,数量逐渐增多,表面
从物联网在中国的发展入手,认为港口的发展必须要与物联网进行对接,并提出了三个方面的对接。首先是总体结构上的构建,规划了四个方面的港口物联网体系结构;其次从总体思路、定位
在变压器事故中,发生概率较高、对设备威胁较大的就是变压器短路事故,特别是变压器低压侧发生短路。文章就变压器低压侧短路后进行的事故检查和处理予以阐述。