機(jī)械活化淀粉接枝丙烯酸多孔樹脂的制備及其吸附性能的研究.pdf

1、淀粉基樹脂是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的功能材料，在農(nóng)林園藝、衛(wèi)生用品、環(huán)境等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前研究中淀粉系高吸水樹脂材料的吸液倍率可達(dá)上千倍，但普遍存在吸液速率慢的缺點(diǎn)限制了其在衛(wèi)生用品等領(lǐng)域中的應(yīng)用。淀粉接枝丙烯酸共聚樹脂作為一種環(huán)境友好型吸附材料，在工業(yè)廢水中對(duì)染料去除方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值，然而對(duì)染料吸附量低的問題影響了其在廢水處理中的廣泛應(yīng)用。針對(duì)以上兩個(gè)問題，本文以機(jī)械活化木薯淀粉為接枝母體，采用發(fā)泡致孔技術(shù)制備了淀粉基

2、多孔樹脂。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)考察了致孔劑種類及用量、丙烯酸/淀粉質(zhì)量比、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的用量等因素對(duì)多孔樹脂吸液倍率、吸液速率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在NaHCO3致孔劑用量為21.45％、丙烯酸/淀粉質(zhì)量比為10∶1、交聯(lián)劑用量為0.05％、引發(fā)劑用量為3％、促進(jìn)劑TEMED濃度為1.3 mol·L-1、丙烯酸中和度為75％的條件下，多孔樹脂只需90 s即可達(dá)到吸去離子水飽和，飽和倍率為875 g·g-1，而吸生理鹽水

3、飽和時(shí)間為100 s，飽和倍率為95 g·g-1，未使用致孔劑的淀粉基樹脂的吸去離子水飽和時(shí)間為30 min左右，飽和倍率約900 g·g-1。兩種樹脂相比較，多孔樹脂吸去離子水速率有明顯提高，而吸去離子水倍率無明顯差異。環(huán)境溫度和pH值對(duì)多孔樹脂的吸液倍率、吸液速率有一定影響，且溫度和離心力的改變會(huì)影響多孔樹脂的保水性能。
　　(2)利用掃描電鏡、紅外光譜儀、X-射線衍射儀以及DSC-TG熱性能分析儀對(duì)樹脂的形貌、結(jié)構(gòu)、熱性能進(jìn)

4、行了表征。由掃描電鏡圖分析可知，使用了致孔劑的淀粉基樹脂為多孔形態(tài)，而未用致孔劑的淀粉樹脂聚樹脂呈致密形態(tài)。紅外圖譜與X-射線衍射圖譜結(jié)果一致表明，丙烯酸與淀粉發(fā)生了接枝共聚反應(yīng)。DSC-TG熱性能表征結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)的多孔樹脂與傳統(tǒng)淀粉基樹脂的熱性能無明顯差別。
　　(3)研究了淀粉基多孔樹脂對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能，考察了致孔劑種類及用量、丙烯酸/淀粉質(zhì)量比、交聯(lián)劑用量等因素對(duì)多孔樹脂吸附量的影響，并對(duì)多孔樹脂吸附亞甲基藍(lán)的等溫吸

5、附模型、吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了擬合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在NaHCO3致孔劑用量為21.45％、丙烯酸/淀粉質(zhì)量比為10∶1、交聯(lián)劑用量為4％、環(huán)境溫度為298.15 K、pH值為7的條件下，多孔樹脂對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量可達(dá)1432 mg·g-1。多孔樹脂對(duì)亞甲基藍(lán)的等溫吸附過程符合Sips吸附模型，吸附動(dòng)力學(xué)與擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程相匹配，符合固液吸附機(jī)理。文獻(xiàn)中同類的天然高分子樹脂對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量（見表4-3）為50 mg·g-1～750 mg·g-