陽離子型木質素基水凝膠的制備及其在廢水處理中的應用.pdf

1、木質素作為可再生的物質，可以用來研究利用。但是，現實中木質素的價值沒有完全得到發(fā)揮，因此研究木質素的高效利用途徑十分必要，有益于共建資源節(jié)約社會，契合綠色發(fā)展理念。本文通過制備得到兩種不同的陽離子型木質素基水凝膠，對兩種產物分別做出表征，并對其屬性做了深入研究，最后對水凝膠的吸附性能做了詳細探討。
　　首先以有機木質素作為基質，并分別以丙烯酰胺和丙烯酸作為聚合單體，在引發(fā)劑的作用下，加入陽離子單體DAC和聚乙烯醇，制備出帶有正電荷

2、的半互穿型水凝膠。在制備木質素基陽離子型木質素基水凝膠的過程中，首先對溫度、反應時間、引發(fā)劑濃度進行單因素實驗，之后設計不同單體投加量的正交試驗，探討實驗最佳條件。結果表明，發(fā)生聚合反應時，最優(yōu)溫度為70℃，反應時間為4 h，引發(fā)劑的濃度為30 g/L，投加比例為木質素：丙烯酰胺：聚乙烯醇：DAC=1：12：1：2，木質素：丙烯酸：聚乙烯醇：DAC=1：12：2：8。
　　通過現代分析檢測手段對兩種陽離子型木質素基水凝膠（Lig-

3、g-P(AM-co-DAC)和 Lig-g-P(AA-co-DAC)）的物化特性進行表征。由紅外光譜（FTIR）分析可知，兩種陽離子型木質素基水凝膠結構中均出現了新的官能團，表明接枝反應成功。通過掃描電鏡分析可知，陽離子型木質素基水凝膠表面有大量的孔隙，為吸附污染物提供吸附位點。隨后對兩種陽離子型木質素基水凝膠在不同環(huán)境下的溶脹性能進行測試，兩種水凝膠表現出明顯的差異。其中， Lig-g-P(AM-co-DAC)的最大溶脹率22.28

4、g/g，小于Lig-g-P(AA-co-DAC)的最大溶脹率125.5 g/g。兩種水凝膠的溶脹能力隨著外部環(huán)境的溫度、pH、鹽溶液的濃度和種類變化而發(fā)生改變，并表現出了良好的可重復性能。
　　最后討論了兩種木質素基水凝膠對偶氮染料甲基橙以及陰離子重鉻酸根的吸附性能。兩種產物在吸附甲基橙時表現出明顯差異，其中Lig-g-P(AM-co-DAC)的吸附能力強于 Lig-g-P(AA-co-DAC)，并符合偽二階動力學模型以及 Lan