水雨航:聚丙烯酸微球的制备及重金属离子吸附性能研究论文

水雨航:聚丙烯酸微球的制备及重金属离子吸附性能研究论文

本文主要研究内容

作者水雨航(2019)在《聚丙烯酸微球的制备及重金属离子吸附性能研究》一文中研究指出:水生动植物是人类餐桌上不可缺少的食物来源之一,随着我国工农业及食品制造业的迅速发展,水体受重金属污染的现象已经日益严重,对人类的身体健康及生态系统带来了不同程度的污染和危害。水体状况会严重影响对水生动植物的生存环境,重金属会由于食物链的富集作用而进入人体,对人体造成了不可逆转的慢性伤害。因此必须采取快速简单且经济的方法除去重金属离子污染物。吸附法是最为常见的处理重金属污染的方法之一。而高分子共聚物,由于其具有灵活的化学组成和丰富的表面官能团,因此在重金属吸附的研究中获得了越来越多的关注。本文以聚乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在合成吸附剂聚合物的过程中将金属螯合剂作为配体掺入其中。利用所合成的聚丙烯酸微球的优良的吸附性质,实现了对水溶液中的特定金属离子的高效吸附。本论文采用几种不同比例的交联剂合成聚丙烯酸微球,制备出的新型聚丙烯酸微球具有单分散性,且粒径均匀,比表面积大。并利用多种手段表征了吸附剂的结构形貌及表面性质,如扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)和Zeta电位仪等。同时测定了聚丙烯微球吸附剂对铜离子和铅离子的吸附量,本文主要研究了一些外界因素如溶液的pH值、吸附反应时间、吸附剂初始浓度、反应温度对金属离子吸附性能的影响;同时利用吸附等温模型和动力学模型对吸附实验的数据进行了计算与讨论。主要的研究结果如下:1.使用聚乙二醇甲基丙烯酸酯为基质,以含有能够形成金属络合物的胺基的1-乙烯基咪唑基团为配体,使用沉淀聚合法将配体插入聚乙二醇结构中,获得含有官能团的聚丙烯酸微球。根据扫描电镜观察,交联剂与引发剂比例为2.0:0.8条件下合称的微球具有更好的形貌特征。该聚丙烯酸的微观形态呈球形,表面褶皱度高,比表面积大,粒径均匀,多分布在1.2-1.4μm的范围内。表面粗糙多孔,含有大量的接触位点,有利于吸附反应的进行。2.通过傅里叶变换红外光谱及XPS光谱的数据分析可知,聚丙烯酸微球吸附重金属的主要机理在于金属离子与微球表面的含氧官能团络合。Zeta电位则显示该合成的纳米微球表面带正电,说明在吸附过程中,静电作用的影响可忽略不计。3.溶液pH会对吸附剂的吸附过程产生很大的影响,因为吸附剂与吸附质上的表面电荷受到pH的影响,同时也影响水溶液中吸附质如金属离子的离子化程度及形态。Cu(Ⅱ)在高pH的情况下吸附量激增,达到了83.21 mg g-1。pH较低的情况下,聚丙烯酸微球对金属离子的吸附能力极低。通过实验可以得出聚丙烯酸微球对Cu(Ⅱ)在pH为5的时候吸附量最大。4.聚丙烯酸微球对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附均满足Langmuir和Freundlich吸附等温方程,计算得出的理论值接近金属离子吸附过程的实际值,说明了聚丙烯酸微球对这两种金属离子的吸附均为单层吸附;1/n的值为0.36-0.68之间,说明了聚丙烯酸微球吸附剂对铜离子与铅离子的吸附是比较容易进行的;且该吸附剂对铜离子的吸附容量要远大于铅离子。5.Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在聚丙烯酸微球上的吸附更符合准二级动力学模型的描述。初始反应速率快,反应在2到3 h之后逐渐趋于平衡。Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在聚丙烯酸微球上的吸附过程中的反应速率主要是由化学反应控制的。6.聚丙烯酸微球对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的在实际样品中的饱和吸附量分别为68.38mg g-1和20.46 mg g-1。与其他吸附剂材料相比,它的吸附容量大,实用性好。

Abstract

shui sheng dong zhi wu shi ren lei can zhuo shang bu ke que shao de shi wu lai yuan zhi yi ,sui zhao wo guo gong nong ye ji shi pin zhi zao ye de xun su fa zhan ,shui ti shou chong jin shu wu ran de xian xiang yi jing ri yi yan chong ,dui ren lei de shen ti jian kang ji sheng tai ji tong dai lai le bu tong cheng du de wu ran he wei hai 。shui ti zhuang kuang hui yan chong ying xiang dui shui sheng dong zhi wu de sheng cun huan jing ,chong jin shu hui you yu shi wu lian de fu ji zuo yong er jin ru ren ti ,dui ren ti zao cheng le bu ke ni zhuai de man xing shang hai 。yin ci bi xu cai qu kuai su jian chan ju jing ji de fang fa chu qu chong jin shu li zi wu ran wu 。xi fu fa shi zui wei chang jian de chu li chong jin shu wu ran de fang fa zhi yi 。er gao fen zi gong ju wu ,you yu ji ju you ling huo de hua xue zu cheng he feng fu de biao mian guan neng tuan ,yin ci zai chong jin shu xi fu de yan jiu zhong huo de le yue lai yue duo de guan zhu 。ben wen yi ju yi er chun er jia ji bing xi suan zhi wei jiao lian ji ,zai ge cheng xi fu ji ju ge wu de guo cheng zhong jiang jin shu ao ge ji zuo wei pei ti can ru ji zhong 。li yong suo ge cheng de ju bing xi suan wei qiu de you liang de xi fu xing zhi ,shi xian le dui shui rong ye zhong de te ding jin shu li zi de gao xiao xi fu 。ben lun wen cai yong ji chong bu tong bi li de jiao lian ji ge cheng ju bing xi suan wei qiu ,zhi bei chu de xin xing ju bing xi suan wei qiu ju you chan fen san xing ,ju li jing jun yun ,bi biao mian ji da 。bing li yong duo chong shou duan biao zheng le xi fu ji de jie gou xing mao ji biao mian xing zhi ,ru sao miao dian zi xian wei jing (SEM)、fu li xie bian huan gong wai guang pu (FT-IR)、Xshe xian guang dian zi neng pu fen xi (XPS)he Zetadian wei yi deng 。tong shi ce ding le ju bing xi wei qiu xi fu ji dui tong li zi he qian li zi de xi fu liang ,ben wen zhu yao yan jiu le yi xie wai jie yin su ru rong ye de pHzhi 、xi fu fan ying shi jian 、xi fu ji chu shi nong du 、fan ying wen du dui jin shu li zi xi fu xing neng de ying xiang ;tong shi li yong xi fu deng wen mo xing he dong li xue mo xing dui xi fu shi yan de shu ju jin hang le ji suan yu tao lun 。zhu yao de yan jiu jie guo ru xia :1.shi yong ju yi er chun jia ji bing xi suan zhi wei ji zhi ,yi han you neng gou xing cheng jin shu lao ge wu de an ji de 1-yi xi ji mi zuo ji tuan wei pei ti ,shi yong chen dian ju ge fa jiang pei ti cha ru ju yi er chun jie gou zhong ,huo de han you guan neng tuan de ju bing xi suan wei qiu 。gen ju sao miao dian jing guan cha ,jiao lian ji yu yin fa ji bi li wei 2.0:0.8tiao jian xia ge chen de wei qiu ju you geng hao de xing mao te zheng 。gai ju bing xi suan de wei guan xing tai cheng qiu xing ,biao mian zhe zhou du gao ,bi biao mian ji da ,li jing jun yun ,duo fen bu zai 1.2-1.4μmde fan wei nei 。biao mian cu cao duo kong ,han you da liang de jie chu wei dian ,you li yu xi fu fan ying de jin hang 。2.tong guo fu li xie bian huan gong wai guang pu ji XPSguang pu de shu ju fen xi ke zhi ,ju bing xi suan wei qiu xi fu chong jin shu de zhu yao ji li zai yu jin shu li zi yu wei qiu biao mian de han yang guan neng tuan lao ge 。Zetadian wei ze xian shi gai ge cheng de na mi wei qiu biao mian dai zheng dian ,shui ming zai xi fu guo cheng zhong ,jing dian zuo yong de ying xiang ke hu lve bu ji 。3.rong ye pHhui dui xi fu ji de xi fu guo cheng chan sheng hen da de ying xiang ,yin wei xi fu ji yu xi fu zhi shang de biao mian dian he shou dao pHde ying xiang ,tong shi ye ying xiang shui rong ye zhong xi fu zhi ru jin shu li zi de li zi hua cheng du ji xing tai 。Cu(Ⅱ)zai gao pHde qing kuang xia xi fu liang ji zeng ,da dao le 83.21 mg g-1。pHjiao di de qing kuang xia ,ju bing xi suan wei qiu dui jin shu li zi de xi fu neng li ji di 。tong guo shi yan ke yi de chu ju bing xi suan wei qiu dui Cu(Ⅱ)zai pHwei 5de shi hou xi fu liang zui da 。4.ju bing xi suan wei qiu dui Cu(Ⅱ)he Pb(Ⅱ)de xi fu jun man zu Langmuirhe Freundlichxi fu deng wen fang cheng ,ji suan de chu de li lun zhi jie jin jin shu li zi xi fu guo cheng de shi ji zhi ,shui ming le ju bing xi suan wei qiu dui zhe liang chong jin shu li zi de xi fu jun wei chan ceng xi fu ;1/nde zhi wei 0.36-0.68zhi jian ,shui ming le ju bing xi suan wei qiu xi fu ji dui tong li zi yu qian li zi de xi fu shi bi jiao rong yi jin hang de ;ju gai xi fu ji dui tong li zi de xi fu rong liang yao yuan da yu qian li zi 。5.Cu(Ⅱ)he Pb(Ⅱ)zai ju bing xi suan wei qiu shang de xi fu geng fu ge zhun er ji dong li xue mo xing de miao shu 。chu shi fan ying su lv kuai ,fan ying zai 2dao 3 hzhi hou zhu jian qu yu ping heng 。Cu(Ⅱ)he Pb(Ⅱ)zai ju bing xi suan wei qiu shang de xi fu guo cheng zhong de fan ying su lv zhu yao shi you hua xue fan ying kong zhi de 。6.ju bing xi suan wei qiu dui Cu(Ⅱ)he Pb(Ⅱ)de zai shi ji yang pin zhong de bao he xi fu liang fen bie wei 68.38mg g-1he 20.46 mg g-1。yu ji ta xi fu ji cai liao xiang bi ,ta de xi fu rong liang da ,shi yong xing hao 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西北农林科技大学的水雨航,发表于刊物西北农林科技大学2019-07-11论文,是一篇关于聚丙烯酸微球制备论文,重金属论文,吸附论文,西北农林科技大学2019-07-11论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西北农林科技大学2019-07-11论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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