聚丙烯腈纖維負(fù)載催化劑的制備及其在染料去除中的應(yīng)用.pdf

1、本文以聚丙烯腈纖維（PANF）為基底材料，采用胺類化合物對其改性，將改性后纖維與金屬鹽通過一定的反應(yīng)制備相應(yīng)的負(fù)載型催化劑，并應(yīng)用于水溶液中活性染料和酸性染料的去除；此外，初步探討了氨基功能化纖維在吸附金屬離子方面的應(yīng)用。
　　首先，以聚丙烯腈纖維為基底材料，分別與多胺類化合物（乙二胺、四乙烯五胺、超支化聚乙烯亞胺）和鹽酸羥胺發(fā)生胺化反應(yīng)，引入氨基、偕胺肟等基團。改性之后的纖維與三價鐵絡(luò)合得到非均相負(fù)載催化劑（ ED-PANF-F

2、e、TP-PANF-Fe、PE-PANF-Fe和AO-PANF-Fe），應(yīng)用于活性紅195的催化降解。通過元素分析、XRD、SEM、FT-IR等方法對改性纖維進行了表征，利用EDS對催化劑中鐵含量進行了分析，并對催化劑去除染料的方式及效果進行了探究。結(jié)果表明：多胺類和鹽酸羥胺成功地對PANF進行了改性， TP-PANF-Fe鐵含量只有1.12％，而鹽酸羥胺改性PANF易與金屬鐵離子絡(luò)合形成穩(wěn)定的鐵配合物，鐵含量達到11.59%。UV測試

3、結(jié)果表明ED-PANF-Fe、TP-PANF-Fe和PE-PANF-Fe對染料的去除率分別為98.05%，90.82%，31.11%，是吸附和催化共同作用的結(jié)果。而鹽酸羥胺改性纖維降解染料速度相對較慢，50 min降解率達到98.8%，是催化作用的結(jié)果，催化劑循環(huán)利用3次時，降解率仍在在90%以上。
　　其次，以鹽酸羥胺、水合肼以及兩者混合物為改性試劑與聚丙烯腈纖維反應(yīng)，得到改性PANF（AO-PANF、HA-PANF和M-PAN

4、F），在氯化銅溶液中浸泡后，用硼氫化鈉還原，得到相應(yīng)的負(fù)載型催化劑（Cu-AO-PANF、Cu-HA-PANF、Cu-M-PANF），用于酸性橙 II和甲基橙的催化去除。對制備過程中銅鹽浸泡時間、銅鹽濃度以及催化劑的穩(wěn)定性進行了探究，通過XRD、SEM、FT-IR、EDS、XPS及DSC對改性PANF以及最終催化劑進行表征，并且對催化劑去除染料的方式及產(chǎn)物進行了分析。結(jié)果表明：在銅鹽中浸泡5h、銅鹽濃度0.35 mol/L為催化劑的最佳

5、制備條件，在pH>4條件下催化劑表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性；負(fù)載銅含量Cu-AO-PANF>Cu-M-PANF>Cu-HA-PANF；應(yīng)用于催化甲基橙和酸性橙II兩類染料的去除，染料催化去除率與銅含量一致：Cu-AO-PANF>Cu-M-PANF>Cu-HA-PANF，其中Cu-AO-PANF在10 min內(nèi)對兩種染料的催化去除率均達到90%，且可以多次循環(huán)利用。
　　再次，通過多胺類改性纖維與氯乙酸反應(yīng)制備了氨基乙酸型腈綸纖維（PANE