改性竹原纤维吸附苯胺及甲醛的研究

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环境问题越来越引起人们的关注,苯胺、甲醛等有机物废水既危害人类健康又污染环境。竹原纤维有天然抗菌性能,对甲醛等有机物分子有天然吸附性能,但利用氧化、胺化接枝反应对竹原纤维进行改性的方法未见报道。  本文以竹原纤维为研究目标,以醛基含量为考察目标,研究竹原纤维预处理条件,筛选出竹原纤维氧化反应的最佳工艺条件;以苯胺的单位吸附量为考察目标,研究二醛竹原纤维对溶液中苯胺的吸附性能;以甲醛的单位吸附量为考察目标,筛选胺化接枝二醛竹原纤维的最佳工艺条件,完成竹原纤维改性;研究胺化接枝二醛竹原纤维对甲醛的吸附性能,对甲醛吸附过程的动力学特征进行浅析,为改性竹原纤维吸附甲醛提供理论基础。本文研究的竹原纤维改性方法旨在拓宽竹原纤维的应用领域,主要工作和结果如下:  (1)竹原纤维预处理工艺  利用NaOH溶液结合超声对竹原纤维进行预处理,结果显示:竹原纤维预处理最佳工艺条件为NaOH质量浓度25%、超声时间40min。  (2)竹原纤维氧化工艺  预处理后的竹原纤维与NaIO4水溶液在一定条件下氧化反应,结果表明:傅里叶红外吸收光谱图显示氧化反应后有醛基生成;最佳氧化条件为:反应时间4h、反应温度41℃、高碘酸钠浓度64 g/L、pH2.85,此时醛基含量达到3.39mmol/g。氧化反应后竹原纤维表面变得光滑,纤维直径增大。  (3)二醛竹原纤维吸附苯胺  二醛竹原纤维与苯胺溶液进行吸附反应,结果表明:苯胺溶液的pH为7时吸附效果最佳,在100mg/L苯胺溶液中的单位吸附量为1.3mg/g,苯胺单位吸附量随苯胺溶液初始浓度及醛基含量的增加而增大,受料液比的影响不大。  (4)二醛竹原纤维胺化接枝工艺  二醛竹原纤维与乙二胺溶液发生胺化接枝反应,考察目标为胺化接枝反应后竹原纤维对甲醛的单位吸附量,结果表明最佳胺化接枝反应的工艺条件为:反应温度50℃、反应时间5h、乙二胺浓度25g/L、pH9。在此条件下得到的改性竹原纤维在30mg/L甲醛溶液中的单位吸附量可达2.1mg/g。傅里叶红外吸收光谱显示胺化接枝反应成功进行,扫描电子显微镜图像显示胺化接枝反应后竹原纤维表面变得粗糙,出现凹槽。  (5)改性竹原纤维吸附甲醛  经过氧化、胺化反应改性的竹原纤维吸附甲醛,结果显示:甲醛溶液最佳吸附pH为4,单位吸附量随着甲醛溶液初始浓度的增加而增大,随着料液比的增加而降低。
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