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环糊精聚合物的合成及对苯酚及其衍生物选择性吸附研究

作　者: 董晓蕾
导　师: 李莉
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料化学工程
关键词: 环糊精聚合物苯酚吸附
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

工业含酚废水的毒性高,对环境危害大。环糊精由于具有特殊的空腔结构,能够和多种有机物形成主客体包合物,从而达到去除废水中污染物的目的。本文以环氧氯丙烷为交联剂,通过反相悬浮聚合技术合成了一类低水溶性的环糊精聚合物(CDPs),研究了其吸附和脱附性能,探索了苯酚初始浓度,温度和聚合物粒径对吸附性能的影响,并对吸附过程中的动力学和热力学数据进行了拟合。实验结果表明：随着苯酚初始浓度的增加,β-CDPs吸附量明显提高,但总的去除率保持在45%左右；温度升高,β-CDPs吸附量明显下降,说明该吸附过程是一个放热过程,以物理吸附为主,低温有利于提高吸附效率；随着β-CDPs粒径的减小,其比表面积增大,对苯酚的吸附能力增强。在温度为10℃,苯酚初始浓度为150mg/L,聚合物粒径为1mm的情况下,β-CDPs对苯酚的平衡吸附量可达73 umol/g。β-CDPs吸附苯酚的过程符合Ho-McKay动力学模型,遵循由吸附前期的表面吸附控制过渡到后期的扩散与表面吸附联合控制的过程；热力学研究表明β-CDPs吸附苯酚符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,AHi<0,进一步从理论上证明了该吸附过程是一个放热过程。通过比较α-,β-,γ-CDPs三种吸附树脂在相同条件下吸附苯酚能力的不同,以及β-CDPs在相同条件下对苯酚和间苯二酚吸附能力的不同,证明CDPs对苯酚和间苯二酚的吸附具有选择性,CDPs对苯酚及其衍生物的吸附是一个特异性吸附和非特异性吸附联合作用的过程。β-CDPs对苯酚的吸附能力不如常用吸附剂活性炭,但其在溶剂乙醇中的解吸附能力高于活性炭,达到90%以上,且重复使用多次后其吸附能力保持不变。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-23
  1.1 研究背景  10
  1.2 含酚废水的常规净化处理方法  10-17
    1.2.1 物理方法  10-15
    1.2.2 高级氧化法  15-16
    1.2.3 生物降解法  16-17
  1.3 环糊精聚合物的合成及其在含酚废水处理中的应用  17-21
    1.3.1 交联聚合  17-19
    1.3.2 改性环糊精单体聚合  19-20
    1.3.3 将改性环糊精单体接枝到聚合物上  20-21
    1.3.4 环糊精聚合物在含酚废水处理中的应用  21
  1.4 本文研究内容、目的和意义  21-23
第2章环糊精聚合物的合成  23-32
  2.1 研究背景  23
  2.2 实验试剂与主要仪器  23-24
  2.3 CDPs的合成  24-25
  2.4 结果与讨论  25-31
    2.4.1 α-CDPs的表征  25-27
    2.4.2 β-CDPs的表征  27-29
    2.4.3 γ-CDPs的表征  29-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章 β-CDPs对苯酚的选择性吸附研究  32-44
  3.1 研究背景  32
  3.2 实验部分  32-33
    3.2.1 实验仪器与试剂  32
    3.2.2 苯酚标准工作曲线的制备  32-33
    3.2.3 β-CDPs吸附苯酚  33
  3.3 结果与讨论  33-43
    3.3.1 β-CDPs粒径对β-CDPs吸附苯酚能力的影响  33-34
    3.3.2 温度对β-CDPs吸附苯酚能力的影响  34-35
    3.3.3 苯酚初始浓度对吸附量的影响  35-36
    3.3.4 不同粒径β-CDPs吸附苯酚的动力学+  36-37
    3.3.5 不同温度下β-CDPs吸附苯酚的动力学  37-38
    3.3.6 不同苯酚初始浓度下β-CDPs吸附苯酚的动力学  38-39
    3.3.7 β-CDPs吸附苯酚热力学  39-40
    3.3.8 β-CDPs与活性炭的吸附性能比较  40-43
  3.4 本章小结  43-44
第4章 β-CDPs对间苯二酚的选择性吸附研究  44-54
  4.1 研究背景  44
  4.2 实验部分  44-45
    4.2.1 实验仪器与试剂  44
    4.2.2 间苯二酚标准工作曲线的制备  44-45
    4.2.3 β-CDPs吸附间苯二酚  45
  4.3 结果与讨论  45-53
    4.3.1 β-CDPs粒径对CDPs吸附量的影响  45-46
    4.3.2 温度对β-CDPs吸附间苯二酚能力的影响  46-47
    4.3.3 间苯二酚初始浓度对吸附量的影响  47-48
    4.3.4 不同粒径β-CDPs吸附间苯二酚的动力学  48-49
    4.3.5 β-CDPs吸附间苯二酚热力学  49-51
    4.3.6 β-CDPs与活性炭的吸附性能比较  51-53
  4.4 本章小结  53-54
第5章三种环糊精聚合物吸附苯酚和间苯二酚性能的比较  54-60
  5.1 研究背景  54
  5.2 实验部分  54
    5.2.1 实验仪器与试剂  54
  5.3 结果与讨论  54-59
    5.3.1 三种环糊精聚合物对苯酚吸附能力的比较  54-55
    5.3.2 三种环糊精聚合物吸附苯酚的动力学比较  55-56
    5.3.3 三种环糊精聚合物对间苯二酚吸附能力的比较  56-57
    5.3.4 三种环糊精聚合物吸附间苯二酚的动力学比较  57-58
    5.3.5 β-CDPs对苯酚和间苯二酚的吸附能力比较  58-59
  5.4 本章小结  59-60
第6章总结与展望  60-62
  6.1 全文总结  60
  6.2 工作展望  60-62
参考文献  62-66
硕士期间论文发表情况  66-67
致谢  67

环糊精聚合物的合成及对苯酚及其衍生物选择性吸附研究

内容摘要

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