P(AA/IA/MA)凝胶的制备及对铜离子吸附性能研究

通过以丙烯酸(AA),衣康酸(IA),马来酸酐(MA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合制备了三元共聚P(AA/IA/MA)水凝胶,并采用FTIR对凝胶结构进行表征。针对不同组成凝胶的溶胀动力学、平衡吸附能力及铜离子饱和吸附容量的研究,结果表明:最佳投料比为n(AA):n(IA):n(MA)=6:3:1,其最大饱和吸附容量可达到224.5mg/g,P(AA/IA/MA)凝胶材料的等温吸附动力学可归属为准二级动力学。考察了体系pH值及吸附材料用量对Cu2+吸附性能的影响,结果表明:P(AA/IA/MA)凝胶吸附材料的Cu2+饱和吸附容量强烈依赖于体系pH值和吸附材料用量。当P(AA/IA/MA)凝胶吸附材料添加量为0.5g/50mL时,体系内Cu2+去除率接近100%。     

pH敏感聚乙烯醇/丙烯酸水凝胶制备及性能研究

采用自由基引发聚合制备了具有pH敏感性的聚乙烯醇(PVA)/丙烯酸(AA)共聚水凝胶,研究了PVA/AA水凝胶的溶胀动力学性能,在pH2-12范围内考察了PVA/AA水凝胶的pH敏感性。在pH=7时,PVA/AA水凝胶经过大约8小时的溶胀达到溶胀平衡,平衡溶胀率达到878g/g,当pH由4变化到7或由7变化到12时,PVA/AA水凝胶溶胀行为随水溶液pH有较大变化,表现出明显的pH敏感性。     

PEG/木薯淀粉接枝丙烯酰胺丙烯酸三元共聚物溶胀性能研究

以木薯淀粉(CSt)和丙烯酰胺(Am)、丙烯酸(AA)为主要原料,硝酸铈铵与过硫酸铵为复合引发剂(CAN--S2O28-),N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,聚乙二醇6000(PEG 6000)为成孔剂,采用水溶液聚合法制备了淀粉接枝聚丙烯酰胺丙烯酸复合PEG(PEG/CSt-g-PAAm)水凝胶材料.研究了PEG对水凝胶溶胀行为的影响,以及PEG/CSt-g-PAAm与CSt-g-PAAm两种凝胶在不同温度下的溶胀行为.实验结果表明,PEG6000的加入对凝胶材料的重复使用性能有显著改善作用,并可显著增加凝胶的溶胀速率及溶胀能力,温度可以影响PEG/CSt-g-PAAm凝胶的溶胀速率.     

玉米芯半纤维素基水凝胶对Pb2+吸附性能和机理

以玉米芯半纤维素(木聚糖)为原料，以丙烯酸(AA)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为功能单体，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，在光引发剂安息香二甲醚(DMPA)紫外引发下，通过接枝聚合，制备水凝胶吸附剂，利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)分析水凝胶吸附金属离子前后的结构，并研究pH、吸附剂用量、温度、金属离子初始浓度、吸附时间对Pb²⁺吸附性能的影响。结果表明：吸附平衡时间约为300min,对Pb²⁺的最大吸附容量为1095mg/g。水凝胶对金属离子的吸附为离子交换机制，吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir方程，半纤维素基水凝胶对重金属废水具有显著的吸附效果，可以作为重金属废水处理用的生物质吸附剂。     

氧化石墨烯/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及吸附性能研究

通过冷冻-解冻法制备氧化石墨烯(GO)/聚乙烯醇(PVA)(GO/PVA)复合水凝胶。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对复合水凝胶的结构进行了表征,并研究pH值、GO浓度对亚甲基蓝染料吸附性能的影响。结果表明:GO与聚合物网络间存在较强的氢键相互作用;复合水凝胶在中性条件中对亚甲基蓝的吸附效果最佳,且最快达到吸附平衡;增加水凝胶中GO浓度,可显著提高对染料的吸附能力,缩短达到吸附平衡的时间。     

CTS-g-PAA/ATP水凝胶制备及对染料的吸附性能

以壳聚糖(CTS)、丙烯酸(AA)、凹凸棒石黏土(ATP)为原料,采用微波辐射法,通过接枝共聚合成了CTS-g-PAA/ATP水凝胶,利用FTIR和SEM分析了树脂的结构,探讨了水凝胶对亚甲基蓝的吸附性能和吸附机理。结果显示:GA、ATP和AA发生了接枝共聚反应,形成均匀的三维网络复合高吸水凝胶。在200 mL浓度为200 mg/L,加入2 mmol/L的NaCl、SDS的MB溶液中,凝胶对MB的吸附量分别147、330 mg/g。溶液pH在4～7之间时,凝胶对MB吸附量保持恒定的吸附能力,吸附量为300 mg/g。水凝胶对MB的吸附应用Freundlich方程比Langmuir方程更适合实验数据,吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程属于化学吸热反应过程。     

氧化石墨烯/海藻酸钙水凝胶复合膜对水中Cd(II)的吸附

将氧化石墨烯(GO)、致孔剂与海藻酸钠共混后与CaCl₂交联制备的GO/海藻酸钙（CA）水凝胶复合膜作为含重金属废水的吸附材料。采用SEM和TEM表征了复合膜的表面形貌及透射性能,且分析了GO的加入对复合膜的力学性能、平均孔径、水通量及表面官能团的影响。为探究GO/CA水凝胶复合膜的吸附性能,考察了其吸附Cd(II)的影响因素:pH（6~7）值、初始离子浓度、接触时间、温度（三者均正相关）。用FTIR、XPS在吸附前后对复合膜进行了表征;引入了吸附动力学和等温线模型分析其吸附机制。探究结果表明GO的加入提高了复合膜的力学性能、平均孔径及水通量;吸附过程遵循Langmuir等温线,属于单层吸附,拟合得到的最大吸附量为173.61 mg/g;伪一级和伪二级吸附动力学分别在低浓度和高浓度时能较好地描述吸附过程的动力学行为;吸附机制主要为物理作用力吸附和离子交换。经过5个连续的吸附-解吸循环证明了GO/CA水凝胶复合膜的可重复利用性。      

海藻酸钠负载HFO凝胶球吸附Cu(Ⅱ)的研究

利用包埋法制得毫米级海藻酸钠负载HFO凝胶球SA/HFO,探究了其对水中Cu(Ⅱ)的吸附行为。实验结果表明,SA/HFO凝胶球对Cu(Ⅱ)的吸附在pH值=5.5时效果最好;通过动力学研究可知,吸附平衡时间为21 h,拟二级动力学模型能很好的描述该吸附过程;吸附等温线拟合结果揭示了该吸附过程更符合Langmuir吸附等温模型;由温度数据得出,升高温度有利于反应的进行且该热力学过程为自发、吸热、熵增过程;将SA/HFO凝胶球吸附Cu(Ⅱ)后的材料解吸并再次进行吸附实验,仍能保持良好的吸附效果。     

PAM/AMPS/GO纳米复合水凝胶的制备及染料吸附性能研究

通过原位溶液聚合法制备聚丙烯酰胺/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/氧化石墨烯(PAM/AMPS/GO)纳米复合水凝胶。采用X射线衍射和红外谱图对复合水凝胶的结构进行了表征,并研究pH对水凝胶的染料吸附性能的影响。结果表明:GO与聚合物基体间存在较强的相互作用,能够均匀的分散在基体中。另外,复合水凝胶在中性溶液中对亚甲基蓝染料的吸附效果最佳,且最快达到吸附平衡。     

聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附及脱附性能

以聚天冬氨酸(PASP)与木质纤维素(LNC)水溶液聚合法制备出的聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶(PASP/LNC)为吸附剂,对Pb(Ⅱ)进行吸附及脱附实验,研究溶液的初始离子浓度、pH值、吸附时间和吸附温度对溶液中Pb(Ⅱ)吸附量的影响。结果表明,溶液中Pb(Ⅱ)初始离子浓度为0.04 mol/L,溶液pH值为5.5,吸附时间为120 min,吸附温度为30℃时,PASP/LNC水凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附量达到最大为972.35 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。采用X射线衍射分析、比表面积和平均孔径分析、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱分析PASP/LNC水凝胶的结构和吸附机理。使用HNO_3对PASP/LNC进行脱附实验。结果表明,HNO_3浓度为0.04 mol/L,脱附温度为30℃,脱附时间达到60 min时,最大脱附量为928.36 mg/g。吸附/脱附循环实验表明,PASP/LNC水凝胶重复使用4次后吸附量仍较高,是一种可重复使用的高效吸附材料。