一步法制备聚脲多孔材料及其吸附性能
本文以甲苯二异氰酸酯(TDI)为单体，不使用任何致孔剂无需任何高分子改性，在水和丙酮混合溶剂中一步法合成了聚脲多孔材料(PPU)。讨论了单体TDI浓度、机械搅拌速率、混合溶剂比例及单体TDI的滴加速率对PPU形貌和孔参数的影响。通过扫描电子显微镜和压汞法对PPU的表面形貌和孔结构进行了表征。进一步以三乙烯四胺(TETA)和TDI为共聚单体，制备了交联聚脲多孔材料(CXPPU)，研究了单体配比对CXPPU形貌和孔结构的影响。
以制得的PPU作为吸附剂，采用雷玛唑亮蓝R(RBBR)、酸品红(AF)及刚果红(CR)三种阴离子染料模拟阴离子染料废水，研究了PPU对阴离子染料的吸附性能。探讨了吸附介质pH、吸附时间及染料初始浓度对吸附过程的影响，确定了最佳的吸附条件。在最佳吸附条件下，PPU对RBBR、AF及CR的最大吸附量分别为122.10 mg·g-1、108.61mg·g-1和93.02 mg·g-1。对实验数据进行分析，结果表明阴离子染料在PPU上的吸附遵循准二级动力学吸附过程，与Freundlich相比，该过程更符合Langmuir吸附方程所描述的单分子层吸附。求算了该吸附过程的热力学参数，其中吉布斯自由能为负值，焓变为正值，表明此吸附过程是自发的吸热过程。采用与阴离子染料相同的处理方法，选用罗丹明-B(RB)和亚甲基蓝(MB)模拟阳离子染料废水，研究了PPU对阳离子染料的吸附，优化了吸附条件。在最佳吸附条件下，PPU对RB和MB的最大吸附量分别为92.98 mg·g-1和86.96 mg·g-1。对其实验结果进行分析，表明PPU对阳离子染料的吸附同样遵循准二级动力学过程，符合Langmuir吸附方程所描述的单分子层吸附，且同为自发的吸热过程。
最后，在碱性条件下通过PPU上胺基与氯乙酸钠的反应，得到了一种新颖的多孔的亚胺基羧酸型螯合树脂(PACR)。通过电子扫描显微镜和压汞法对制得的PACR的表面形貌和孔结构进行了表征。探讨了吸附介质pH、吸附时间及初始浓度对PACR吸附Pb2+的影响，确定了最佳吸附条件。在最佳吸附条件下，PACR对Pb2+的最大吸附量为102.34mg·g-1。结果表明，PACR对金属离子具有很好的螯合能力，可用于去除水体中的重金属离子。
沉淀聚合;聚脲多孔材料;吸附性能;阴离子染料
济南大学
硕士
高分子化学与物理
礼祥正
2013
中文
TB383
78
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）