直鏈淀粉的羧化和多孔改性及其對(duì)氨和苯酚的吸附性能研究.pdf

1、直鏈淀粉是一種天然高分子，具有可生物降解性、生物相容性、無毒性以及抗菌性等優(yōu)異性能。在藥物載體、吸附分離、組織工程等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。本論文制備了系列羧化多孔直鏈淀粉，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，研究了其對(duì)卷煙主流煙氣中氨和苯酚的吸附性能:
　　(1)采用自由基聚合法制備了7個(gè)不同羧基取代度的直鏈淀粉接枝聚丙烯酸(Am-g-PAA)。研究了反應(yīng)物摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及直鏈淀粉濃度對(duì)所得產(chǎn)物羧基取代度(DS)的影響。結(jié)果表明當(dāng)反應(yīng)條件為

2、Acrylic acid/Am=20∶1、T=60℃、Time=1h、CAm=20.02g/L時(shí)，所得Am-g-PAA的DS最高，可達(dá)1.53。用1H NMR、FT-IR、SEM、XRD和TGA對(duì)Am-g-PAA進(jìn)行了表征，確定了其組成、結(jié)構(gòu)、形貌、晶型及熱穩(wěn)定性。按照YC/T377-2010和YC/T255-2008分別研究了Am-g-PAA1、Am-g-PAA2、Am-g-PAA7和Am-g-PAA8對(duì)主流煙氣中氨和苯酚的吸附性能。

3、結(jié)果表明:以30mg樣品添加量為基準(zhǔn)，相比空白卷煙，Am、Am-g-PAA1、Am-g-PAA2、Am-g-PAA7和Am-g-PAA8(DS=0、0.08、0.31、0.64和0.94)對(duì)氨的吸附能力隨著DS的增加而增大，分別為3.00±1.40％、3.17±0％、3.72±0.50％、5.17±3.20％和6.48±0.42％。對(duì)苯酚的吸附能力隨著DS的增加先增大后減小，分別為2.63±0.76％、12.37±0％、15.76±2.

4、93％、14.23±5.22％和11.39±4.01％。探討了Am-g-PAA對(duì)氨和苯酚可能的吸附機(jī)理。
　　(2)采用Williamson醚合成法制備了9個(gè)不同DS的羧甲基直鏈淀粉(CMS)，分別用溶劑交換法和冷凍干燥法制備了多孔羧甲基直鏈淀粉(PCMS)。研究了氯乙酸濃度、NaOH濃度、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間對(duì)所得CMS的DS的影響。用1HNMR、FT-IR、XRD、SEM、TGA和BET對(duì)CMS和PCMS進(jìn)行了表征，確定了其組成

5、、結(jié)構(gòu)、形貌、熱穩(wěn)定性和比表面積。探討了致孔方法、冷凍溫度及CMS濃度對(duì)PCMS孔形貌的影響，結(jié)果表明:溶劑交換法制得的孔徑小于冷凍干燥法制得的孔徑，在-196℃（液氮）下冷凍制備的孔徑小于在-40℃下冷凍制備的孔徑，CMS的DS的大小對(duì)孔徑及孔形貌的影響較小。CMS溶液濃度越小，用冷凍干燥法制得的PCMS孔徑越小。按照YC/T377-2010和YC/T255-2008分別研究了CMS-3和PCMS-3對(duì)主流煙氣中氨和苯酚的吸附性能。結(jié)

6、果表明:以30mg樣品添加量為基準(zhǔn)，相比空白卷煙，CMS-3和PCMS-3對(duì)氨的吸附分別為5.04±0.36％和18.00±0.36％，說明羧基的引入對(duì)氨的吸附是有利的。PCMS-3的氨吸附能力是CMS-3的3.57倍，表明多孔結(jié)構(gòu)的引入能有效增強(qiáng)淀粉對(duì)氨的吸附能力。對(duì)苯酚的吸附分別為3.32±0.33％和16.91±1.98％，CMS-3比表面積的降低導(dǎo)致其對(duì)苯酚吸附能力的減弱，而多孔結(jié)構(gòu)的引入(PCMS-3)有效的增強(qiáng)了淀粉對(duì)苯酚的

7、吸附能力。
　　(3)采用反相乳液聚合法制備了系列交聯(lián)羧甲基直鏈淀粉(CCMS)，用冷凍干燥法制備了多孔交聯(lián)羧甲基直鏈淀粉(PCCMS)。用FT-IR、XRD、SEM、TGA和BET對(duì)CCMS和PCCMS進(jìn)行了表征，確定了其組成、結(jié)構(gòu)、形貌、熱穩(wěn)定性和比表面積。研究了CMS和CAN濃度對(duì)CCMS及PCCMS形貌的影響，結(jié)果表明:隨著CMS和CAN濃度的增加，CCMS的團(tuán)聚現(xiàn)象減弱，顆粒表面褶皺明顯增多。而PCCMS的孔結(jié)構(gòu)的變化不

8、明顯。同時(shí)CCMS和PCCMS的比表面積均有較大的提高。按照YC/T377-2010和YC/T255-2008分別研究了CCMS-3和PCCMS-3對(duì)主流煙氣中氨和苯酚的吸附性能。結(jié)果表明:以30mg樣品添加量為基準(zhǔn)，相比空白卷煙，CCMS-3和PCCMS-3對(duì)氨的吸附分別為11.43±0.54％和41.92±1.23％，CCMS-3的氨吸附能力是CMS-3的2.27倍，PCCMS-3的氨吸附能力是CCMS-3的3.67倍，說明活性基團(tuán)