廢棄沙棘枝條基高吸水性復合材料的制備及應用.pdf

1、沙棘枝條，作為沙棘副產品，具有來源廣泛、價格低廉、可生物降解等諸多優(yōu)點，然而大量廢棄的沙棘枝條并未得到有效利用，被視為農業(yè)廢棄物。這些廢棄物或被焚燒造成環(huán)境污染，或自然腐爛造成資源浪費。為了實現沙棘枝條的有效資源化，本課題以沙棘枝條粉為原材料，與傳統(tǒng)高吸水性樹脂相結合，致力于制備一種成本較低、環(huán)境友好型的高吸水性復合材料，有效解決合成高吸水性樹脂生產成本高、耐鹽性差、降解困難等缺點；在此基礎上，為簡化纖維材料預處理過程，特引入多巴胺這一

2、聯(lián)接劑，得到新型超強復合吸水材料。將所制備的吸水材料應用于染料廢水處理領域，并考察了該復合材料的吸附性能。具體研究內容如下：
　　(1)沙棘枝條粉/PAA超強吸水復合材料的制備及其性能研究
　　以廢棄沙棘枝條粉(HBP)為基體和丙烯酸(AA)為單體，過硫酸鉀(K2S2O8)為引發(fā)劑， N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑，采用自由基溶液聚合法制備HBP/PAA（聚丙烯酸）超強吸水復合材料。紅外光譜和場發(fā)射電子掃描電鏡

3、測試表明所制備的HBP/PAA是聚丙烯酸與沙棘枝條粉的表面交聯(lián)型復合材料。沙棘枝條粉在復合材料中呈彌散狀分散，起到骨架支撐作用。該超強吸水復合材料在去離子水和0.9 wt％NaCl溶液的吸水倍率分別可達190.0 g/g和40.0 g/g，平衡時間分別為16 min和10 min；其在蒸餾水中的溶脹動力學符合為二級動力學模型。在不同價態(tài)金屬離子水溶液中的吸水能力是NaCl>CaCl2>FeCl3，吸水能力隨著鹽溶液濃度的增加而降低。溫度

4、從25℃增加到80℃，保水性有降低的趨勢。反復吸放液性能測試表明循環(huán)5次后，去離子水吸收率和0.9 wt%NaCl溶液的吸水倍率分別保持了最大吸液倍率的91.8%和86.7%。
　　(2)多巴胺-沙棘枝條粉接枝聚丙烯酸超強吸水復合材料的制備及其性能研究
　　為降低高吸水性材料的生產成本、緩解其帶來的環(huán)境負擔，多巴胺包覆的沙棘枝條粉和丙烯酸經接枝共聚反應，合成一種環(huán)境友好型超強吸水復合材料(PD-HBP/PAA)。采用紅外光譜

5、(FTIR)和場發(fā)射電子掃描電鏡(FE-SEM)表征產物的結構。考察了鹽溶液濃度、離子類型及反復使用次數對該復合材料吸水性能的影響。結果表明，PD-HBP/PAA對鹽濃度、離子類型和吸水次數具有較高的敏感性；根據以上分析可知，該復合材料具有良好的吸水、保水能力和重復使用性能，且經濟高效、綠色環(huán)保，在農業(yè)或工業(yè)領域具有廣闊的應用前景。這中方法也可以擴展到合成具有類似的結構的其他自然生物資源-有機復合材料。
　　(3)HBP/PAA強

6、吸水復合材料其對藏紅T的動力學、平衡、熱力學吸附研究
　　系統(tǒng)地研究了藏紅T（ST）在HBP/PAA復合材料表面的吸附過程，考察了溶液的pH值、接觸時間、染料初始濃度和溫度等條件對HBP/PAA吸附性能的影響。研究結果表明，298.15K時HBP/PAA的吸附量可達56.0 mg/g。此外，動力學數據表明準二級動力學吸附模型可準確描述其吸附行為，吸附過程符合Langmuir吸附等溫線模型，熱力學分析證明HBP/PAA吸附藏紅 T屬