加拿大一枝黃花制備吸著性材料的研究與應(yīng)用.pdf

1、加拿大一枝黃花(Solidago Canadensis L.)原產(chǎn)于北美，1935年作為觀賞植物引入我國(guó)，20世紀(jì)80年代后已在我國(guó)沿海地區(qū)十多個(gè)省市迅速擴(kuò)散蔓延，嚴(yán)重威脅到我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、綠化及生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致分布區(qū)生物多樣性顯著下降，對(duì)此，至今尚未找到安全有效的控制措施。然而，該入侵植物纖維素的含量占干重的36％～45%，經(jīng)元素分析其含氧量達(dá)50%，含氧官能團(tuán)能夠進(jìn)行化學(xué)改性。在加拿大一枝黃花大規(guī)模分布而難以控制時(shí)，本文選擇其作為制備環(huán)

2、保吸著性材料的優(yōu)質(zhì)原料，以達(dá)到資源化利用并控制其進(jìn)一步蔓延的目的。
　　 本文根據(jù)加拿大一枝黃花莖稈的成分組成，采用不同的方法分別制備高吸水性樹(shù)脂、高吸油性樹(shù)脂和兩性吸附材料，并對(duì)其產(chǎn)物進(jìn)行掃描電鏡和紅外光譜表征，將其分別應(yīng)用于吸收生理鹽水、模擬人工尿液、吸收甲苯模擬廢水、吸附含Cr(VI)和F-的模擬廢水以及通過(guò)不同吸附劑配比處理染料廢水，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：
　　 (1)加拿大一枝黃花基高吸水性樹(shù)脂的制備與性能

3、測(cè)試。利用NaOH和HNO3對(duì)加拿大一枝黃花莖稈粉碎物進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)接枝共聚。結(jié)果表明：當(dāng)丙烯酸單體與纖維素比為12:1、反應(yīng)溫度為75℃、引發(fā)劑K2S2O8用量為單體的2.8%、交聯(lián)劑MBA用量為單體的0.0694%、AA中和度為75%時(shí)，得到的高吸水性樹(shù)脂的吸水倍率最大，為556.8 g·g-1，吸生理鹽水倍率為73.7 g·g-1。在常溫下，對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行保水率測(cè)試，48h保水率可達(dá)76%。吸收模擬人

4、工尿液達(dá)到飽和吸收態(tài)時(shí)，可吸收65.5mL·g-1的人工尿液。
　　 (2)加拿大一枝黃花基高吸油性樹(shù)脂的制備與性能測(cè)試。以加拿大一枝黃花莖稈為原料，甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸正丁酯(BMA)為單體，過(guò)氧化苯甲酰(BPO)為引發(fā)劑，明膠為分散劑，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為交聯(lián)劑，采用懸浮聚合法制得吸油樹(shù)脂。最佳制備條件為：MMA：BMA質(zhì)量比為0.75:1、BPO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%、CTAB質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2%。

5、得到的樹(shù)脂在45℃溫度下吸葵花籽廢油的倍率達(dá)到最大，為21.036 g·g-1。通過(guò)對(duì)樹(shù)脂的保油性能和再生性能測(cè)試表明：樹(shù)脂的保油率平均值在90%以上，重復(fù)吸油性能下降范圍在5%～30%內(nèi)波動(dòng)。吸附甲苯模擬廢水的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果表明：樹(shù)脂在300min達(dá)到飽和，甲苯的去除率達(dá)到98.3%，固定于吸附柱中的吸油樹(shù)脂可處理濃度為150mg/L的甲苯廢水共299mL·g-1。
　　 (3)加拿大一枝黃花基兩性吸附材料的制備與性能測(cè)試

6、。通過(guò)環(huán)氧氯丙烷(ECH)和三甲胺(TMA)先后與加拿大一枝黃花纖維素所含有的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)制備兩性吸附材料，并分別應(yīng)用于吸附廢水中的Cr(Ⅵ)和F-。Cr(Ⅵ)的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：兩性吸附材料投加量為3.2g/L、吸附時(shí)間240min、溫度50℃及pH為2，Cr(Ⅵ)的去除率達(dá)到最大。F-在吸附的42min內(nèi)去除率達(dá)可達(dá)32.5%。Cr(Ⅵ)和F-的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型；Langmuir等溫線能較好地描述Cr(Ⅵ)和F-的吸附