浓乳液模板法制备官能化多孔材料及其吸附性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:engcourse
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文以浓乳液模板法合成具有通孔结构的多孔材料,以其作为基体对表面进行官能化修饰后,应用于对环境污染物的吸附中。研究了多孔材料的化学结构以及乳液合成中相关要素对孔形貌特征的影响,并采用一系列的吸脱附测试对合成多孔材料的吸附性能进行了研究。进一步讨论了吸附过程中的界面现象,揭示孔结构和表面官能团对吸附过程的影响,分析了影响吸附的各因素,并对吸附过程中的机理问题进行了讨论。其研究内容具体如下:采用浓乳液模板法成功地制备了具有良好通孔结构的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔基体,通过研究乳化剂浓度的影响,发现当乳化剂含量为30%时,孔径分布宽泛,更有利于官能化单体向孔内的扩散,进一步提高其改性效果和随后的吸附速率。在有效地利用多孔基体表面丰富的环氧基官能团的基础上,将含有大量羧基官能团的聚丙烯酸长链分子接枝于多孔基体表面,制备出羧基官能化的多孔材料。通过讨论影响其吸附的各因素,发现随着体系pH值得增加,吸附量有所提高;且该材料对铜离子的吸附表现出对初始浓度的高度依赖性;此外所制备的多孔材料具有较快的吸附速率和较短的平衡时间,在吸附过程中不易受同体系中共存离子的影响,该吸附材料也具有良好的循环稳定性,能够重复循环使用。针对废水中通常含有的有机和无机两种污染组分,采用前面提到的羧基官能化的多孔材料作为吸附剂,同时地移除铜离子和苯酚这两种污染物,测得其在混合溶液中的吸附量分别是铜离子37.5mg·g-1和苯酚36.2mg·g-。通过对比不同的吸附体系,发现苯酚在含有铜离子的混合溶液中移除效果要远好于在其单独纯溶液中的吸附。为了进一步研究混合溶液中铜离子的存在对苯酚吸附的影响,采用改变体系pH值和铜离子相对含量的方法,同时结合X射线光电子能谱考察了吸附界面的元素和能态,系统地解释了混合溶液中铜离子在多孔吸附剂表面的优先富集,并且这种富集现象对苯酚的吸附起到很有利的影响。最后,研究了苯酚在纯溶液和混合溶液中的吸附热力学和动力学,证明了双组份污染物同时移除过程中铜离子的存在既能够提高苯酚的吸附效果,也会加快其吸附速率,对其吸附过程产生很大影响。通过在浓乳液模板法制备的多孔基体表面负载湿度响应的多胺基凝胶层,将其应用于对高湿度烟道气中二氧化碳的捕集。研究了胺基凝胶层负载下多孔材料的化学结构以及孔的形貌特征。在其对二氧化碳吸附的过程中,讨论了众多影响吸附过程的因素如聚乙烯亚胺分子量、凝胶层负载量、凝胶层交联度、气体湿度和吸附热力学等,证明了胺基凝胶层负载的多孔材料在湿度条件下对二氧化碳具备良好的选择吸附性,并且在吸附温度40℃且一个大气压下的最高吸附量为4.85mmol·g-1。为了考察多胺基凝胶负载的多孔材料对湿度的响应,采用双指数经验参数模型描述了不同湿度条件下凝胶层对二氧化碳的吸附动力学曲线,并对比研究了其在干态和湿度条件下的循环稳定性。综上所述,胺基凝胶层负载的多孔材料能够有效地利用烟道气中的湿度,使其为二氧化碳的吸附产生有利的影响。采用浓乳液模板法制备出通孔结构的三聚氰胺-酚醛多孔聚合物作为碳化前驱体,对其适度碳化后得到氮掺杂的复合多孔碳材料。讨论了三聚氰胺的添加量、乳液分散相体积分数对孔结构的影响,证明了当三聚氰胺添加量为10wt%且分散相体积分数为90%时,碳化后具有更好的孔结构。进一步分析了不同碳化温度和三聚氰胺添加量下多孔材料的氮含量,并考察了其对二氧化碳的吸附性能,结果表明在一个大气压,0℃的条件下多孔吸附剂对二氧化碳的最大吸附量为3.32mmol·g-1,证明了氮元素的存在会对二氧化碳的吸附起到有力地促进作用。最后讨论了吸附材料的选择吸附效果和吸附热力学,也通过多次的循环检验了吸附材料的稳定性能。
其他文献
目的探讨植入性胎盘的彩色多普勒超声的声像图特征及鉴别诊断.方法对31例植入性胎盘进行彩色多普勒超声检查,全部经手术、刮宫后病理证实,对植入性胎盘的声像图特征进行分析
从施工准备、施工过程、衬砌后续工作三方面来阐述机械衬砌混凝土施工的要点,并对人员和机械提出了具体要求,力求达到人、机的最佳组合,使渠道混凝土衬砌的机械施工在质量和速度
目的探讨人性化模式在妇科带教中的应用价值。方法选取2014年1月-2015年12月我科实习护生66名,随机分为研究组和对照组,各33名。对照组采用传统带教模式。研究组采用人性化带教
随着互联网的普及,网络教育得到了迅速发展。进入21世纪,现代远程教育成为教育部教育振兴行动计划的重点建设内容。网络教学的特点是交互性、时效性和共享性强,并具有个别化
在回顾了黄河流域水价演变过程的基础上,分析了现状条件下黄河水价存在的主要问题,提出建立适合社会主义市场经济要求的水价体系,从三方面论述了建立水价的补偿调节机制以及
有限的化石燃料储量以及使用过程中带来的环境污染已经成为关系到人类未来的重要问题。人们将目光投向了清洁无污染的可再生能源——太阳能,以太阳能为驱动力的半导体光电化
目前,有毒难降解有机污染物和重金属类物质造成的水污染问题相当严峻。微生物修复法是控制这两类污染物的有效途径。然而,在厌氧条件下,微生物代谢缓慢及自身电子转移的局限
分别借助分段多频超声振动及分段多频超声振动复合界面润湿反应制备了纳米颗粒增强铝基复合材料。研究了纳米颗粒含量对复合材料的组织及力学性能的影响。分析了纳米颗粒分散
进入二十一世纪,光电子技术和纳米技术迅猛进步,电子器件进一步向集成化和微型化方面发展。随着航空航天领域,通讯领域,微电子和计算机领域对纳米功能薄膜材料和器件的更广泛
医用激光技术系列讲座之六(续)顾英,江臻6.1.6钬激光器(HO:YAG)饵激光器(Er:YAG)近年来,掺HO或Er的YAG激光器成为很多单位竞相研制的热点之一。由于它们具有的优点,在医疗领域中普遍地受到了欢迎。钬激光被称为