天然高分子化合物改性聚氨酯發(fā)泡材料的制備及染料吸附性能研究.pdf

1、染料是環(huán)境污染的重要污染源，大多數(shù)染料都是有毒的致癌化合物，在所接受環(huán)境中很穩(wěn)定，不容易去除，對人類健康和環(huán)境衛(wèi)生構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，染料廢水處理越來越引起人們的關(guān)注。
　　 聚氨酯是一種被廣泛使用的高分子材料，具有優(yōu)良的機械性能和良好的耐水性能。聚氨酯泡沫材料具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、密度小、表面積大、吸附效率高等特點，作為載體，它被廣泛使用于許多領(lǐng)域。本文用天然高分子化合物對聚氨酯多孔材料進行改性，并探討了其對染料的吸附性能。

2、　　 本文首先以天然高分子殼聚糖(Cs)為改性劑，聚醚多元醇(NJ-210)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)單體為原料，制備了一系列殼聚糖改性的殼聚糖/聚氨酯(Cs/PU)多孔材料。采用紅外光譜儀(FT-IR)、差示掃描量熱儀(DSC)和熱重(TG)等測試裝置對材料進行了表征。通過改變殼聚糖的含量、用量、時間和溫度等吸附條件，研究Cs/PU多孔材料對偶氮染料溶液的吸附效果。結(jié)果表明，Cs/PU對偶氮溶液的吸附率明顯大于空白PU，在最佳

3、吸附條件下，78％的偶氮染料能夠被吸附;且吸附率隨著溫度的升高而降低，吸附過程是自發(fā)的放熱反應(yīng)。Cs/PU多孔材料對偶氮染料廢水的處理具有潛在的應(yīng)用。
　　 采用一步發(fā)泡法，制備了一系列的β-環(huán)糊精(β-CD)改性的聚氨酯多孔材料(β-CD/PU)。通過紅外譜圖(FT-IR)表征了所制備的多孔材料的結(jié)構(gòu)，TG和DSC分析說明β-CD改性后的聚氨酯多孔材料具有良好的熱穩(wěn)定性和耐高溫性。通過改變β-環(huán)糊精的含量、用量、時間和溫度等吸

4、附條件，系統(tǒng)地研究了β-CD/PU多孔材料對鉻黑T、鉻藍黑R、高錳酸鉀溶液的吸附效果。在最佳吸附條件下，對鉻黑T、鉻藍黑R、高錳酸鉀溶液的最大吸附率可達到93.14％、94.44％和93％。β-CD/PU對三種溶液吸附的動力學(xué)過程均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，均為自發(fā)的吸熱過程。同時對鉻黑T和鉻藍黑R溶液的等溫吸附研究表明，吸附過程符合Langmuir等溫吸附方程。
　　 本文還以凹凸棒土(HATT)為改性劑，NJ-330和甲苯二異氰

5、酸酯(TDI)為原料，制備了一系列吸附性能較好的HATT/PU多孔材料。采用FT-(I)R、熱重(TG)、掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)等性能測試裝置對材料的結(jié)構(gòu)、表面形貌等進行了表征和測試。結(jié)果表明:HATT改性后的聚氨酯多孔材料具有良好的熱穩(wěn)定性;HATT/PU多孔材料的比表面積增加了，更利于對染料分子的吸附;HATT很好的插入到聚氨酯鏈中，在無機物和聚合物之間建立了一個多層的有序形態(tài)。通過改變HATT的含量、用量、

6、時間、溫度和pH等吸附條件，系統(tǒng)地研究了HATT/PU多孔材料對孔雀石綠溶液的吸附性能。結(jié)果表明:HATT含量為6％，用量為40mg/mL，溫度為35℃，pH值為5時吸附2.5h效果最好，吸附率能達到99％以上。通過動力學(xué)和熱力學(xué)研究，結(jié)果表明:凹凸棒土/聚氨酯多孔材料對孔雀石綠的吸附符合動力學(xué)二級反應(yīng)過程，具有非常高的相關(guān)系數(shù)。吸附為自發(fā)吸熱過程。通過等溫吸附研究表明:凹凸棒土/聚氨酯多孔材料對孔雀石綠的吸附均較好地符合Langmui