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近些年,随着经济的迅速发展,工业化进程逐步加快,印染行业产生的染料废水越来越多,其带来的环境问题也变得日益严重,因此开发新型、高效的染料吸附剂具有重要意义。 本论文采用硅烷偶联剂KH570对磁性纳米粒子进行改性,然后将其与功能单体以及聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)进行水溶液自由基共聚制备磁性聚合物吸附树脂,探讨了不同聚合合成条件下以及不同的吸附条件下磁性聚合物吸附树脂对染料吸附性能的影响,研究了磁性聚合物吸附树脂阳离子染料的吸附动力学以及吸附热力学,采用FTIR、XRD、SEM等多种手段对磁性聚合物吸附树脂的结构和形态进行表征,研究磁性聚合物吸附树脂的染料吸附动力学、吸附热力学以及解析与再生性能。磁性聚合物吸附树脂具有较好的染料吸附性能、循环再生利用性能以及磁响应性,有望应用于染料废水的环境治理。主要研究内容如下: 1.FTIR表明KH570对磁性纳米粒子进行了表面改性,磁性聚合物吸附树脂具有目标结构。SEM表明磁性聚合物染料吸附树脂表面起伏不平,具有微孔结构。TGA表明硅烷偶联剂KH570接枝到磁性纳米粒子表面,磁性聚合物染料吸附树脂具有较高的磁含量和热稳定性。XRD表明KH570改性磁性纳米粒子保持了磁性纳米粒子原有的晶体结构。 2、KH570改性磁性纳米粒子饱和磁化强度达57.55emu/g,具有较高的磁响应性,磁性聚合物染料吸附树脂的饱和磁化强度达20.71emu/g,具有一定的磁响应性能。 3、当引发剂用量为0.8%、交联剂用量为0.2%、丙烯酸/丙烯酰胺质量比为60∶40、丙烯酸中和度为70%、PVP含量为12%、KH570改性磁性纳米粒子含量为20%时,磁性聚合物吸附树脂对亚甲基蓝染料的吸附容量达到最大值。 4、磁性聚合物吸附树脂对阳离子染料的吸附速率较快,120min基本达到吸附平衡;阳离子染料的吸附容量随pH值的增大先增加后降低;随着染料初始浓度的增加,磁性聚合物吸附树脂阳离子染料的吸附容量先快速增大然后增幅趋缓,随着吸附温度的升高,磁性聚合物吸附树脂阳离子染料的吸附容量逐渐降低。 5、磁性聚合物吸附树脂阳离子染料亚甲基蓝和结晶紫的吸附属于自发、放热和熵减过程,吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型。 6、磁性聚合物吸附树脂解吸60min达到阳离子染料解吸平衡,亚甲基蓝和结晶紫的解吸率分别超过97%和95%。经过5次循环使用,磁性聚合物吸附树脂亚甲基蓝和结晶紫吸附容量分别达380mg/g和411mg/g,超过染料第一次吸附容量的90%。