多孔阴离子微球的制备及其对重金属离子的吸附作用

论文摘要

本论文首先以苯乙烯(St),十六烷(HD),十二烷基硫酸钠(SDS)等为主要原料,进行细乳液聚合制备聚合物粒子,考察了SDS和HD对细乳液稳定性、细乳液聚合稳定性及乳胶粒尺寸的影响,制备了粒径单分散,稳定性好的聚合物细乳液。论文进一步采用丙烯酸酯单体与苯乙烯等进行共聚,并向聚合物微球中加入了惰性的挥发性物质作为致孔剂,通过改变聚合物的单体组成及致孔剂的种类和用量,考察了聚合物组成等对致孔剂的包覆率的影响。结果表明,当采用正辛烷为致孔剂时,其包覆率可达44%。通过引入致孔剂,可以制备得到多孔结构的聚合物粒子。本论文还采用通过共聚单体中引入功能单体丙烯酸(AA)或者甲基丙烯酸(MAA),或者采用带离子基团的反应乳化剂的方式,向多孔聚合物微球上引入阴离子,该阴离子聚合物微球对铅离子等重金属离子具有吸附作用。论文考察了致孔剂、交联剂、功能单体、反应乳化剂等因素对重金属吸附效率的影响,结果表明,聚合物膜的厚度、致孔剂、交联剂的用量、铅离子溶液的初始浓度以及吸附时间等因素对聚合物膜对重金属离子的吸附都有影响。当异辛烷用量为20%、交联剂用量为2%时制备的聚合物微球,其对200mg/L的铅离子溶液进行处理,单位质量聚合物对单体体积的铅离子的吸附效率可达17.76%,聚合物膜吸附能力为35.51mg/g。反应性阴离子乳化剂能显著提高聚合物对铅离子的吸附,引入功能乳化剂后,聚合物对铅离子的吸附效率可达到28.7%,其吸附能力达到57.3mg/g。吸附了重金属离子的聚合物膜可脱附再生并重用三次以上,且吸附效率不变。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 细乳液和细乳液聚合的概述
• 2.2 细乳液的制备方法和影响因素
• 2.2.1 细乳液的制备过程
• 2.2.2 助稳定剂的选择
• 2.2.3 均化装置的选择
• 2.2.4 其他组分的影响
• 2.3 细乳液聚合
• 2.3.1 细乳液聚合方法
• 2.3.2 细乳液聚合动力学
• 2.4 细乳液聚合的应用
• 2.4.1 现状
• 2.4.2 无机粒子的封装
• 2.4.3 核壳结构物质
• 2.4.4 中空粒子
• 2.4.5 制备简单乳液聚合不能制备的共聚物.
• 2.5 大孔离子交换树脂的制备及应用
• 2.6 细乳液聚合的应用和前景
• 2.7 本课题的研究目的和内容
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验原料
• 3.2 实验仪器
• 3.3 实验步骤
• 3.3.1 细乳液的制备
• 3.3.2 细乳液聚合
• 3.3.3 制备内部为液体的聚合物粒子
• 3.3.4 多孔阴离子聚合物微球的制备
• 3.3.5 成膜
• 3.3.6 阴离子聚合物膜处理铅离子模拟废水
• 3.4 性能测试和结构表征
• 3.4.1 固含量的测定
• 3.4.2 粒径测定
• 3.4.3 多孔阴离子聚合物微球的离子交换能力测定
• 3.4.4 扫描电镜（SEM）分析
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 细乳液的影响因素
• 4.1.1 助稳定剂的选择
• 4.1.2 超声方式的选择
• 4.1.3 超声时间的选择
• 4.1.4 乳化剂和助稳定剂的用量对细乳液的影响
• 4.2 细乳液聚合的影响因素
• 4.2.1 制备理想的细乳液
• 4.2.2 乳化剂对聚合物粒子的影响
• 4.2.3 助稳定剂的用量对细乳液聚合的影响
• 4.2.4 丙烯酸十八酯SA 对体系的影响
• 4.3 细乳液聚合的典型特点
• 4.3.1 特点一
• 4.3.2 特点二
• 4.4 多孔聚合物微球的制备
• 4.4.1 稳定的含液聚合物乳胶粒
• 4.4.2 不同单体及致孔剂的细乳液聚合
• 4.5 亲水单体存在对细乳液聚合的影响
• 4.6 多孔阴离子聚合物微球及其对重金属离子的吸附
• 4.6.1 致孔剂异辛烷的影响
• 4.6.2 吸附能力和交联剂的关系
• 4.6.3 吸附能力和交换时间的关系
• 4.6.4 铅离子初始浓度对微球吸附能力的影响
• 4.6.5 聚合物微球用量对吸附能力的影响
• 4.6.6 功能单体对吸附的影响
• 4.6.7 聚合方式对铅离子吸附能力的影响
• 4.6.8 聚合物膜厚对铅离子吸附能力的影响
• 4.6.9 金属离子的脱附
• 4.6.10 树脂的吸附动力学研究
• 4.6.11 树脂的吸附热力学研究
• 4.7 功能型乳化剂对聚合和离子吸附能力的影响
• 4.7.1 乳化剂S-1 对体系的影响
• 4.7.2 乳化剂MS-1 对体系的影响
• 4.7.3 阴离子聚合物膜的再生
• 4.8 细乳液聚合制备聚合物的扫描电镜图
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢