改性坡缕石的制备及其吸附性能研究

论文摘要

随着高分子材料,功能材料和复合材料的发展,对经改性技术处理的无机材料的需求大幅度增长,坡缕石表面改性技术已成为研究领域的一个热点。经有机试剂表面改性的坡缕石内外表面由亲水性转化为疏水性。粘土与有机聚合物之间亲和性增强,可进一步扩大粘土的应用领域。论文在综述坡缕石性质和应用基础上,主要做了以下研究:1、采用三种不同的硅烷偶联剂对坡缕石进行改性,用红外光谱对其进行了表征。研究了改性坡缕石对对氯硝基苯的吸附行为,考察了吸附质浓度、体系的pH和吸附时间对吸附量的影响,并用Freundlich和Langmuir等温吸附方程对吸附过程进行拟合。2、以硅烷偶联剂KH-560对坡缕石进行了改性,并用改性后坡缕石固载β-环糊精,制备了KH-560改性坡缕石固载β-环糊精聚合物,用红外光谱和X-射线衍射进行了表征,研究了KH-560改性坡缕石固载β-环糊精对酚类物质的吸附,结果表明KH-560改性坡缕石固载β-环糊精对酚的吸附量大于坡缕石的吸附量。分别用Langmuir方程和Freundlich方程对吸附过程进行了拟合,KH-560改性坡缕石固载β-环糊精对酚的吸附更符合Langmiur等温吸附方程。3、采用自由基溶液聚合法在水相中合成了坡缕石接枝丙烯酰胺共聚物,用红外光谱和扫描电子显微镜进行了表征,研究了温度、反应时间、引发剂用量、溶剂体积、单体用量等反应条件对制备的影响。研究了该共聚物对牛血清蛋白（BSA）的等温吸附过程,结果表明,BSA的吸附量随溶液浓度的增大而增大,在pH值为4.7附近最大,并且溶液中离子产生的盐效应有利于对BSA的吸附。4、用KH570对坡缕石进行改性后,将其分散在N-异丙基丙烯酰胺水溶液中进行聚合,制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/改性坡缕石聚合物。采用红外,透射电子显微镜和电子衍射进行了表征。通过对温度,反应时间,引发剂用量,溶剂体积,单体用量的调节,获得最佳的反应条件:坡缕石0.2g,引发剂15mg,单体0.75g,溶剂用量20mL, 80℃反应1.5h。研究了聚N-异丙基丙烯酰胺/改性坡缕石聚合物的温度敏性,收缩动力学与再溶胀动力学。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述与课题的提出
• 1.1 坡缕石粘土的概述和物化性质及其应用
• 1.1.1 坡缕石粘土的概述
• 1.1.2 坡缕石（PGS）的结构及物化性质
• 1.1.3 坡缕石的改性工艺与技术
• 1.1.4 开发应用现状
• 1.1.5 应用发展前景预测
• 1.2 吸附理论
• 1.2.1 吸附的定义
• 1.2.2 吸附类型
• 1.2.3 吸附过程
• 1.2.4 吸附等温线的拟和
• 1.2.5 吸附动力学模型
• 1.2.6 影响界面吸附的因素
• 1.3 课题的提出
• 1.4 实验选题与设计
• 参考文献
• 第二章 硅烷偶联剂改性坡缕石吸附对氯硝基苯
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 用三种不同的硅烷偶联剂对坡缕石进行修饰—水解直混法
• 2.2.3 改性坡缕石包络吸附性能分析
• 2.2.3.1 绘制标准曲线
• 2.2.3.2 计算吸附量
• 2.2.4 等温吸附实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 改性坡缕石的IR表征
• 2.3.2 对氯硝基苯的标准曲线及线性拟合方程
• 2.3.3 不同pH 值对吸附量的影响
• 2.3.4 吸附动力学实验
• 2.3.5 等温吸附曲线
• 2.3.6 Freundlich 方程拟合
• 2.3.7 Langmuir 方程拟合
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 KH-560改性坡缕石固载β-环糊精的制备及吸附性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 KH-560 改性坡缕石固载β-环糊精的制备
• 3.2.3 KH-560 改性坡缕石固载β-环糊精对对硝基苯酚的吸附实验
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 结构表征
• 3.3.1.1 红外光谱
• 3.3.1.2 XRD 谱
• 3.3.2 影响固载化反应的因素
• 3.3.2.1 活化剂的影响
• 3.3.2.2 反应物料比的影响
• 3.3.3 KH-560 改性坡缕石固载β-环糊精对对硝基苯酚的吸附
• 3.3.3.1 吸附剂对对硝基苯酚吸附的影响
• 3.3.3.2 时间对吸附的影响
• 3.3.3.3 吸附热力学
• 3.3.4 吸附机理
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 坡缕石与丙烯酰胺的接枝共聚及其对牛血清蛋白的等温吸附研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.2.1 坡缕石与丙烯酰胺的接枝共聚物的制备
• 4.2.2.2 坡缕石与丙烯酰胺的接枝共聚物对牛血清蛋白的等温吸附实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 接枝共聚物的表征
• 4.3.1.1 元素分析
• 4.3.1.2 红外光谱分析
• 4.3.1.3 扫描电子显微镜
• 4.3.2 影响接枝反应的因素
• 4.3.2.1 溶剂量对接枝率和接枝效率的影响
• 4.3.2.2 反应时间对接枝率和接枝效率的影响
• 4.3.2.3 温度对接枝率和接枝效率的影响
• 4.3.2.4 单体量对接枝率和接枝效率的影响
• 4.3.2.5 引发剂量对接枝率和接枝效率的影响
• 4.3.3 对 BSA 溶液的等温吸附
• 4.3.3.1 BSA 溶液浓度对吸附量的影响
• 4.3.3.2 时间对吸附量的影响
• 4.3.3.3 pH 值对吸附量的影响
• 4.3.3.4 NaCl 浓度吸附量的影响
• 4.3.3.5 BSA 的吸附过程
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 聚 N-异丙基丙烯酰胺/改性坡缕石纳米复合物的合成及其溶胀性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器与试剂
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.2.1 坡缕石与丙烯酰胺的接枝共聚物的制备
• 5.2.2.2 温度敏感性及收缩动力学的测定
• 5.2.2.3 水凝胶再溶胀动力学的测定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 接枝共聚物的表征
• 5.3.1.1 元素分析
• 5.3.1.2 红外光谱分析
• 5.3.1.3 投射电子显微镜（TEM）和电子衍射（SAD）
• 5.3.2 影响接枝反应的因素
• 5.3.2.1 反应温度对接枝率和接枝效率的影响
• 5.3.2.2 反应时间对接枝率和接枝效率的影响
• 5.3.2.3 单体量对接枝率和接枝效率的影响
• 5.3.2.4 引发剂量对接枝率和接枝效率的影响
• 5.3.2.5 溶剂量对接枝率和接枝效率的影响
• 5.3.3 水凝胶的溶胀性能
• 5.3.4 水凝胶收缩动力学与再溶胀动力学
• 5.4 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表文章
• 致谢