新型吸附分離纖維的合成、結(jié)構(gòu)表征及性能研究.pdf

1、離子交換纖維是近年來發(fā)展迅速的新型纖維狀吸附分離材料，目前對(duì)離子交換纖維的研究主要集中于各種新型纖維載體的選擇、不同化學(xué)功能基團(tuán)在纖維載體上的引入以及合成方法的探索，但在有機(jī)功能纖維分子骨架設(shè)計(jì)與合成方面的研究還未見報(bào)道。 鑒于Friedel-Crafts交聯(lián)反應(yīng)在吸附樹脂分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與合成方面的成功應(yīng)用，本文在對(duì)超高交聯(lián)吸附樹脂的鏈問交聯(lián)、微觀形貌及生成機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，本文首次提出將Friedel-Crafts交聯(lián)反

2、應(yīng)應(yīng)用于纖維分子骨架修飾設(shè)計(jì)中來的構(gòu)想。并利用不同鏈長(zhǎng)和剛性的交聯(lián)劑，在聚丙烯接枝苯乙烯-二乙烯基苯纖維高分子支鏈網(wǎng)絡(luò)上成功的進(jìn)行了Friedel-Crafts反應(yīng)，合成出了兩種具有豐富微孔結(jié)構(gòu)和高比表面積特征的新型非極性纖維(HM-1和HX-1)，合成后纖維的比表面積分別為200m<'2>/g和130m<'2>/g左右。本文還對(duì)合成后纖維的微觀形貌、熱穩(wěn)定性等性質(zhì)進(jìn)行了考察與測(cè)試，對(duì)其溶脹性能進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明合成后纖維發(fā)生熱分

3、解的溫度要比原纖維高100K左右，在良性和非良性溶劑中都有很好的溶脹性能。 在合成上述纖維的基礎(chǔ)上，對(duì)HM-1纖維吸附甲醇蒸汽和HX-1纖維吸附苯蒸汽的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究，兩種纖維的最大吸附量可分別達(dá)到230mg/g和370mg/g左右，達(dá)到吸附平衡的時(shí)間為8-10分鐘。 本文在成功進(jìn)行了纖維骨架分子設(shè)計(jì)與合成后，還將研究工作進(jìn)行了拓展，分別在HM-1纖維和HX-1纖維上引入了不同的化學(xué)功能基團(tuán)，制備出了具

4、有不同交換容量與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的兩種強(qiáng)酸性離子交換纖維(HMS-1，HXS-1)和兩種強(qiáng)堿性離子交換纖維(HMA-1，HXA-1)。利用新合成的兩類離子交換纖維分別對(duì)有機(jī)廢水中常見的污染物苯胺和苯酚進(jìn)行吸附分離實(shí)驗(yàn)，并對(duì)吸附分離過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明由于化學(xué)功能基團(tuán)同纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)在吸附效果上的疊加，所合成的幾種纖維均表現(xiàn)出了優(yōu)良的吸附分離性能，不但分離能力提高，而且分離速度明顯加快，從而為其在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用奠定了一