改性高分子吸附剂的吸附性能研究及应用

论文摘要

论文研究了对三种改性及负载改性聚酰胺树脂的制备,并进行了其对蛋白质及间苯二酚的吸附、洗脱行为的研究。由于聚酰胺分子内含大量酰胺基团,基团上的氧原子和氮原子在酸性介质中结合质子而带正电荷,静电引力形式吸附溶液中的阴离子,可与酚类、醌类、硝基化合物形成氢键而被吸附。对其进行了改性及负载后,进一步提高其吸附能力及吸附选择性,分别采用静态和动态的方法研究改性前后对蛋白质及间苯二酚的吸附性能,并进行了再生实验研究。结果表明改性及负载后得到的改性聚酰胺树脂、负载偶氮胂Ⅰ-改性聚酰胺树脂、负载偶氮胭脂红B-改性聚酰胺树脂,其吸附能力得到较大提高,对蛋白质的吸附率由改性前20%左右提高到85%、93%、95%。在静态吸附方面,其吸附率与吸附介质的pH值有密切关系,并受实验温度、振荡时间等因素的影响;在动态吸附方面通过分析动态吸附穿透曲线可以得到,其吸附性能受吸附质流速、浓度和吸附剂用量等因素的影响。三种改性树脂对蛋白质的吸附等温线较好地符合Langmuir等温方程,改性聚酰胺对蛋白质吸附行为是放热的物理吸附过程,负载偶氮胂Ⅰ-改性聚酰胺树脂和负载偶氮胭脂红B-改性聚酰胺树脂对蛋白质吸附行为是放热的化学吸附过程。吸附后用洗脱液进行洗脱,蛋白质回收率可达到90%以上。改性聚酰胺树脂,对水体中的间苯二酚吸附能力得到大幅提高,吸附率由改性前40%左右提高到85%。吸附等温线较好地符合Freundich等温方程,吸附行为是放热的物理吸附过程。吸附量与吸附介质的pH值有密切关系,受振荡时间、温度等因素的影响。吸附后用碱进行洗脱,间苯二酚回收率可达到99%。常见的有机物对聚酰胺树脂吸附间苯二酚的影响不太明显,因此该树脂可直接用于含有大量普通有机物的废水中富集分离间苯二酚。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 蛋白质分离纯化、回收利用及废水研究现状
• 1.1.2 含酚废水处理现状
• 1.2 吸附分离过程
• 1.2.1 吸附
• 1.2.2 吸附的类型
• 1.2.3 吸附动力学
• 1.3 吸附剂的发展
• 1.3.1 高分子吸附剂
• 1.3.2 高分子吸附剂的应用
• 1.3.3 改性高分子吸附剂
• 1.3.4 聚酰胺树脂研究现状
• 1.4 课题研究内容和意义
• 第2章 实验仪器、实验试剂及实验方法
• 2.1 实验仪器
• 2.2 实验试剂
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 聚酰胺前处理
• 2.3.2 改性聚酰胺树脂制备
• 2.3.3 负载偶氮胂Ⅰ-改性聚酰胺树脂制备
• 2.3.4 负载偶氮胭脂红B-改性聚酰胺树脂制备
• 2.3.5 蛋白质测定方法
• 2.3.6 间苯二酚测定方法
• 2.3.7 静态吸附方法
• 2.3.8 静态洗脱方法
• 2.3.9 动态吸附方法
• 2.3.10 动态洗脱方法
• 第3章 改性聚酰胺对蛋白质的吸附实验
• 3.1 前言
• 3.2 静态吸附实验结果与讨论
• 3.2.1 标准工作曲线的绘制
• 3.2.2 吸附剂用量对吸附效果的影响
• 3.2.3 pH 值对吸附效果的影响
• 3.2.4 蛋白质浓度对吸附效果的影响
• 3.2.5 吸附时间对吸附效果的影响
• 3.2.6 静置时间对吸附效果的影响
• 3.2.7 温度对吸附效果的影响
• 3.2.8 正交实验
• 3.2.9 吸附等温线
• 3.2.10 热力学分析
• 3.2.11 动力学分析
• 3.2.12 吸附量实验
• 3.2.13 洗脱
• 3.3 动态吸附实验结果与讨论
• 3.3.1 动态吸附的工作规律—穿透曲线
• 3.3.2 最佳吸附质pH 的选择
• 3.3.3 流速对穿透曲线的影响
• 3.3.4 吸附剂用量对穿透曲线的影响
• 3.3.5 蛋白质溶液浓度对穿透曲线的影响
• 3.3.6 穿透吸附量和平衡吸附量的计算
• 3.3.7 洗脱
• 3.4 样品分析
• 3.4.1 牛血清白蛋白分析
• 3.4.2 牛血清白蛋白实验
• 3.4.3 牛奶样品分析
• 3.5 改性聚酰胺吸附蛋白质的机理探讨
• 3.6 小结
• 第4章 负载偶氮胂Ⅰ-改性聚酰胺树脂对蛋白质的吸附实验
• 4.1 前言
• 4.2 静态吸附实验结果与讨论
• 4.2.1 吸附剂用量对吸附效果的影响
• 4.2.2 溶液pH 值对吸附效果的影响
• 4.2.3 吸附温度对吸附效果的影响
• 4.2.4 蛋白溶液浓度对吸附效果的影响
• 4.2.5 吸附时间对吸附效果的影响
• 4.2.6 静置时间对吸附率的影响
• 4.2.7 正交实验
• 4.2.8 吸附等温线的测定
• 4.2.9 吸附热力学分析
• 4.2.10 吸附动力学分析
• 4.2.11 吸附量实验
• 4.2.12 洗脱
• 4.3 动态吸附结果与讨论
• 4.3.1 流速对穿透曲线的影响
• 4.3.2 吸附剂用量对穿透曲线的影响
• 4.3.3 蛋白质溶液浓度对穿透曲线的影响
• 4.3.4 穿透吸附量和平衡吸附量的计算
• 4.3.5 洗脱
• 4.4 样品分析
• 4.4.1 牛血清白蛋白实验
• 4.4.2 鲜蛋白样品分析
• 4.4.3 牛奶样品分析
• 4.5 负载偶氮胂Ⅰ-改性聚酰胺树脂吸附蛋白质的机理探讨
• 4.5.1 聚酰胺纤维与酸性染料结合原理
• 4.5.2 负载偶氮胂Ⅰ-改性聚酰胺树脂的吸附原理
• 4.6 小结
• 第5章 负载偶氮胭脂红B-改性聚酰胺树脂对蛋白质的吸附实验
• 5.1 静态吸附实验结果与讨论
• 5.1.1 吸附剂用量对吸附效果的影响
• 5.1.2 pH 值对吸附效果的影响
• 5.1.3 蛋白质浓度对吸附效果的影响
• 5.1.4 吸附时间对吸附效果的影响
• 5.1.5 静置时间对吸附效果的影响
• 5.1.6 吸附温度对吸附效果的影响
• 5.1.7 正交实验
• 5.1.8 吸附等温线的测定
• 5.1.9 吸附热力学分析
• 5.1.10 吸附动力学分析
• 5.1.11 吸附量实验
• 5.1.12 静态吸附法对比实验
• 5.1.13 洗脱
• 5.2 动态吸附实验结果与讨论
• 5.2.1 流速对穿透曲线的影响
• 5.2.2 吸附剂用量对穿透曲线的影响
• 5.2.3 蛋白质溶液浓度对穿透曲线的影响
• 5.2.4 穿透吸附量和平衡吸附量的计算
• 5.2.5 洗脱
• 5.3 样品分析
• 5.3.1 牛血清白蛋白实验
• 5.3.2 牛奶样品实验
• 5.4 偶氮胭脂红B-改性聚酰胺树脂吸附蛋白质的机理探讨
• 5.5 小结
• 第6章 改性聚酰胺对间苯二酚的吸附实验
• 6.1 前言
• 6.2 实验结果与讨论
• 6.2.1 标准工作曲线的绘制
• 6.2.2 吸附剂用量对吸附效果的影响
• 6.2.3 pH 值对吸附效果的影响
• 6.2.4 间苯二酚浓度对吸附效果的影响
• 6.2.5 吸附时间对吸附效果的影响
• 6.2.6 静置时间对吸附效果的影响
• 6.2.7 温度对吸附效果的影响
• 6.2.8 正交实验
• 6.2.9 吸附等温曲线的测定
• 6.2.10 吸附热力学分析
• 6.2.11 吸附动力学分析
• 6.2.12 吸附量
• 6.2.13 洗脱
• 6.2.14 静态吸附法对比实验
• 6.3 有机化合物的影响
• 6.3.1 苯酚对吸附的干扰
• 6.3.2 乙醇对吸附的干扰
• 6.3.3 乙酸对吸附的干扰
• 6.3.4 丙酮对吸附的干扰
• 6.3.5 乙酸乙酯对吸附的干扰
• 6.4 样品分析
• 6.5 改性聚酰胺树脂吸附间苯二酚的机理探讨
• 6.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢