羧甲基纤维素接枝共聚物的制备及对铜离子的吸附性能

通过接枝共聚制备羧甲基纤维素接枝聚丙烯酰胺(CMC-g-PAM)树脂,进而在碱性条件下水解制备阴离子接枝共聚物(CMC-g-APAM)型吸水树脂。采用静态法测定该阴离子性接枝共聚物对重金属离子的去除条件和去除效果。实验结果表明,该树脂对铜离子有很好的吸附脱除性能,脱除率可达95%,吸附容量可达2.2 mmol/g。采用X射线光电子能谱(XPS),扫描电镜(SEM)及X-射线衍射(XRD)表征了吸附铜离子后的共聚物,表明重金属铜离子在树脂上聚集存在,为非晶态。     

均相体系中改性纤维素的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

为了开发低成本、环境友好的吸附材料用于吸附、分离水中的染料离子,在均相体系中,以纤维素为基材、过硫酸钾为引发剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为接枝单体,制备了纤维素接枝共聚物Cell-g-PGMA,并通过FT-IR、XRD和TGA对接枝共聚物进行了表征。系统研究了接枝时间、温度、单体用量和引发剂用量对接枝率的影响。同时在不同吸附时间、温度、吸附剂用量和初始浓度下考察了Cell-g-PGMA对亚甲基蓝(MB)离子的吸附性能。研究表明,该吸附剂对MB表现出优异的吸附性能,理论最大吸附量为271.39mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线。     

AM-g-MCC在离子液体中的制备及絮凝性能

首先用微波加热法(400W,90℃)将微晶纤维素(MCC)溶解于离子液体氯代1-烯丙基-3-乙基咪唑([AEIM]Cl)中,再将溶解体系和丙烯酰胺(AM)原位共混,在过硫酸钾热引发条件下使溶解后的纤维素和丙烯酰胺在离子液体均相介质中接枝共聚,制备了改性絮凝剂AM-g-MCC,比较、研究了离子液体和水分别作为反应介质以及反应液比对接枝共聚的影响,考察了絮凝剂AM-g-MCC对煤泥水的絮凝效果。结果表明,纤维素与丙烯酰胺发生了接枝共聚反应,且以离子液体为介质制备的共聚物的单体转化率、接枝效率、特性黏数等性能远远优于水介质,该絮凝剂对煤泥污水处理效果良好,特别是在无机絮凝剂聚合氯化铝(PAC)的协同作用下,絮凝效果更佳。     

离子液体中均相制备纤维素/AM/BMA接枝共聚物的研究

以离子液体为反应介质,纤维素为基体,丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯为接枝单体,过硫酸钾为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过自由基聚合法制备出了纤维素/丙烯酰胺/甲基丙烯酸丁酯接枝共聚物。通过正交试验,确定了接枝共聚物的最佳合成条件,在此条件下制备的接枝产物,接枝率为89%,接枝效率为38%,吸水倍率为560g/g。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热分析(TG/DTA)和扫描电镜(SEM)对接枝产物进行了结构表征。     

离子液体中阳离子纤维素的制备及对酸性蓝40的吸附性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BMIMCl)为溶剂、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(AETAC)为阳离子单体合成了高效的阳离子改性纤维素材料。将纤维素溶解于BMIMCl中,在溶液状态通过自由基聚合接枝阳离子单体,采用相分离法制得产物。红外光谱和元素分析表明单体已成功接枝到纤维素上,扫描电镜和X射线衍射仪分析表明阳离子纤维素的样品呈多孔结构,晶型从纤维素Ⅰ型变为纤维素Ⅱ型,结晶指数从80.33%降至53.81%。阳离子纤维素对酸性蓝40具有优良的吸附能力,在中性、无盐条件下吸附效果最好,理论平衡吸附量可达到448.43 mg/g。吸附类型属于化学吸附,吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和伪二阶吸附动力学方程。吸附剂可循环使用,NaOH溶液可作为解吸溶液。     

SCB-g-MMA的固相接枝制备及其吸附性能

采用固相接枝法将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到碱处理后的甘蔗渣(SCB)表面,得到固相接枝产物甲基丙烯酸甲酯接枝甘蔗渣(SCB-g-MMA),并通过XRD、FTIR、13 C NMR、SEM和BET(Brunauer-Emmett-Teller)测试等方法对其结构进行表征分析。将SCB-g-MMA作为亚甲基蓝(MB)的吸附剂,进行吸附性能研究。结果表明:在室温下,MB初始浓度在50~400mg/L范围内,当吸附剂投加量大于等于10g/L时,溶液pH范围在6~12,吸附时间超过40min,SCB-g-MMA对MB的去除率达到99%;当吸附剂投加量为2.5g/L时,对MB的吸附量可达97.3mg/g。SCB-g-MMA对MB吸附动力学和吸附等温线更符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型。     

离子液体[Emim]Ac对甘蔗渣纤维素溶解性能的研究

采用两步法合成离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac),研究其在微波加热下对甘蔗渣纤维素的溶解作用,考察温度对离子液体的剪切粘度以及甘蔗渣纤维素溶解时间、再生得率的影响,并采用FT-IR、TGA、XRD、SEM等测试手段对溶解再生前后甘蔗渣纤维素的结构特性进行分析。结果表明:随着温度逐渐升高,[Emim]Ac的剪切粘度显著降低,甘蔗渣纤维素的溶解时间不断缩短,再生得率不断升高;但温度超过100℃后,甘蔗渣纤维素的再生得率急剧下降。溶解再生后的甘蔗渣纤维素未发生衍生化,但晶型由纤维素Ⅰ型转变为纤维素Ⅱ型,结晶指数急剧减小,热稳定性略有下降,表面形态粗糙多孔。     

离子液体EmimAc对甘蔗渣的溶解脱木质素研究

研究了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EmimAc)对甘蔗的溶解作用,考察了时间、温度以及含水量对离子液体溶解木质素性能的影响。采用FTIR、HPLC、XRD等技术对溶解残渣进行了研究。结果表明,温度70℃、溶解时间为10h时,离子液体EmimAc对甘蔗渣有最好的溶解性能,溶解率可达10.14%。水能显著降低木质素在EmimAc中的溶解性,在含水量达到20%时,溶解率仅有4.37%。HPLC分析表明,甘蔗渣中主要是木质素可溶于EmimAc中。FTIR的结果显示溶解过程中残渣内未发生衍生化反应。残渣的晶型与原料甘蔗渣一致,都是纤维素I,结晶指数由46.78%下降到37.51%。实验结果表明,离子液EmimAc能够有效的溶解甘蔗渣中的木质素,在工业上具有较好的应用前景。     

纳米纤维素晶须双重接枝共聚物对Cu~(2+)的吸附

将丙烯酸和丙烯酰胺接枝到纳米纤维素晶须表面,制备出双重接枝共聚物。通过红外光谱和偏光显微镜分析表征双重接枝共聚物的官能团和液晶性能,研究了其对Cu2+的吸附性能,考察了吸附时间、吸附温度、pH值和初始浓度对吸附性能的影响。实验结果表明,丙烯酸和丙烯酰胺成功接枝到纳米纤维素晶须的表面;Cu2+的加入影响了双重接枝共聚物的液晶织构;在吸附时间为8h,吸附温度为35℃,pH值为6~8时,双重接枝共聚物对Cu2+具有最佳的吸附效果,最大的吸附容量为38.96mmol/g,吸附过程符合Langmuir方程。     

漆酶/TEMPO催化纤维素接枝天冬氨酸及其对Ni2+的吸附行为研究

以棉浆纤维素(CF)为原料,利用漆酶/TEMPO体系选择性将其C6伯羟基氧化成醛基,得到氧化纤维素(OCF),再将天冬氨酸通过Schiff碱反应接枝到氧化纤维素上,制得一种新型的重金属离子吸附材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段证实了天冬氨酸成功引入到纤维素的表面,且利用凯氏定氮法检测得到接枝产物中天冬氨酸含量为5.28%。以重金属镍离子(Ni~(2+))为模型物,研究了天冬氨酸-纤维素吸附剂(Asp-OCF)对镍离子溶液的吸附性能,探讨了镍离子初始浓度和吸附时间对吸附过程的影响。结果表明,与纤维素相比,制备的新型吸附剂Asp-OCF对Ni~(2+)的吸附能力大幅提高,平衡吸附量达到9.48 mg/g,相比CF提高了8倍。吸附等温线拟合结果较好的符合Langmuir模型;动力学研究结果表明Asp-OCF对Ni~(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型。