新型铁、稀土配合物染料的合成与应用研究

论文摘要

金属配合物染料是一种重要的合成染料，特别适合于蛋白纤维染色。传统金属配合物染料都是Cr3、Co2+、Cu2+等重金属离子与酸性媒介染料作用而成；但Cr3、Co2+等有毒重金属离子会随印染废水进入自然界，严重危害生态环境。因此，合成环境友好的新型金属配合物染料、并探讨其应用性能十分必要。论文以相关文献为基础，合成了46支金属配合物染料，并进行了染色性能研究，同时对部分新合成的染料进行了吸附热力学研究。研究结果表明：新合成的金属配合物染料在羊毛纤维上均有较高的上染率和较好的染色牢度，可以作为传统重金属配合物染料的潜在替代品。主要工作如下：合成了46支金属配合物染料。其中，甲簪金属配合物染料22支，12支为1：1型，10支为1：2型，中心离子为Cu2+、Fe2+及稀土离子RE3+（RE=La、Pr、Nd、Sm、Dy）。偶氮金属配合物染料24支，均为1：2型，中心离子为Fe2+、RE3+（RE=La、Pr、Nd、Sm、Dy）。实验发现，金属离子分别与配体中的羟基氧原子（-OH），偶氮键中的氮原子配位（-N=N-）。研究了新合成的两类金属配合物染料的染色性能。讨论了染色方法、染色工艺，绘制了染色曲线，测定了这两类金属配合物在羊毛纤维上的上染率及染色牢度，得出了最佳染色工艺条件。实验发现：新合成的金属配合物染料在最佳染色工艺条件下，对羊毛纤维的上染率均在85％以上，日晒牢度能达到4-5级；皂洗牢度达到3-4级，其染色性能与传统的重金属配合物染料相当。研究了7支酸性媒介黄GG配合物染料的吸附热力学性质。绘制了羊毛纤维在水溶液中吸附这些染料的吸附等温线，运用计量置换吸附理论，计算了出相应的吸附热力学函变及其分量。结果表明：酸性媒介黄GG配合物染料上染羊毛的结合作用为熵驱动的化学吸附过程。此外，本文还研究了N2气中顺丁烯二酸酐、丙二酸盐以及高分子聚氨酯的热失重过程。通过实验数据求出了热失重过程的表观活化能，判断出了机理函数，结合表观活化能和最可几机理函数，求出了指前因子。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第1章 金属配合物染料研究进展及综述
• 1.1 引言
• 1.2 金属配合物染料的研究进展
• 1.2.1 偶氮金属配合物染料
• 1.2.2 甲簪金属配合物染料
• 1.3 生态金属配合物染料的研究进展
• 1.3.1 偶氮染料致癌问题的发现及对策
• 1.3.2 偶氮染料禁用对中国染料工业的影响
• 1.3.3 铁金属配合物染料
• 1.3.4 硅染料
• 1.3.5 稀土在印染领域的应用
• 1.4 金属配合物染料的毒性、诱变性
• 1.5 金属配合物染料的合成方法
• 1.6 金属配合物染料的应用研究
• 1.6.1 金属配合物（1:1型）染料的应用及染色机理
• 1.6.2 金属配合物（1:2型）染料的应用及染色机理
• 1.7 研究设计及主要工作
• 参考文献
• 第2章 甲簪类金属配合物染料的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2 配体（母体染料）及配合物染料的合成
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 合成条件的优化
• 2.3.2 甲簪母体染料与配合物染料的结构表征
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第3章 偶氮金属配合物染料的合成与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器和试剂
• 3.2.2 母体偶氮染料的精制（提纯）及配合物染料的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 偶氮金属配合物染料的组成
• 3.3.2 偶氮金属配合物染料的红外光谱分析
• 3.3.3 偶氮金属配合物染料的紫外光谱分析
• 3.3.4 偶氮金属配合物染料的热失重分析
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第4章 甲簪类与偶氮类金属配合物染料染色性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 甲簪金属配合物染料染色性能
• 4.2.1 pH值对甲簪金属配合物染料染色性能的影响
• 4.2.2 上色工艺曲线研究
• 4.2.3 甲簪金属配合物染料染色牢度的测定
• 4.3 偶氮金属配合物染料的染色性能
• 4.3.1 酸性媒介深黄GG金属配合物染料的染色性能研究
• 4.3.2 酸性媒介铬兰K金属配合物染料的染色性能研究
• 4.3.3 酸性铬蓝黑R金属配合物染料的染色性能研究
• 4.3.4 酸性铬蓝黑A金属配合物染料的染色性能研究
• 4.3.5 偶氮金属配合物染料的染色牢度测定
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第5章 染料在羊毛上吸附的热力学研究
• 5.1 引言
• 5.2 吸附计量置换理论（SDT-A）的热力学计算公式
• 5.3 实验部分
• 5.3.1 仪器和试剂
• 5.3.2 实验步骤
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 酸性媒介黄铁染料在羊毛上吸附的热力学研究
• 5.4.2 酸性媒介黄稀土染料在羊毛上吸附的热力学研究
• 5.5 小结
• 参考文献
• 第6章 固体的热分解动力学
• 6.1 引言
• 6.2 基本理论
• 6.2.1 表观活化能Ea
• 6.2.2 主曲线法判断最可几机理函数
• 6.2.3 指前因子A
• 6.3 实验部分
• 6.3.1 试剂和仪器
• 6.3.2 实验方法
• 6.4 结果与讨论
• 6.4.1 顺丁烯二酸酐的热分解动力学
• 2（COO）₂Cu·2H₂O热分解的非等温动力学研究'>6.4.2 CH₂（COO）₂Cu·2H₂O热分解的非等温动力学研究
• 6.4.3 丙二酸盐失水过程的热力学及热分析动力学
• 6.4.4 阳离子水性聚氨酯的热分解动力学
• 6.5 小结
• 参考文献
• 第7章 论文总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 论文后续工作展望
• 致谢
• 附录:在读期间发表论文目录