聚吡咯、聚磷腈納米材料的制備及其對染料吸附性能的研究.pdf

1、由于在紡織、皮革、造紙、印刷、化妝品等工業(yè)生產(chǎn)中會用到大量的染料和顏料，所以就會有大量的染料廢水產(chǎn)生。排放的污水中哪怕只含有少量的染料也會造成嚴(yán)重的環(huán)境問題，因為染料廢水會對水生生物以及人類造成危害，如發(fā)生基因突變、致癌等。除此之外，含有染料的工業(yè)廢水如果不加以處理而直接排放到河流、湖泊等水體中將會影響水生生物的光合作用。不僅如此，它還會減少光滲透并且增加化學(xué)需氧量（COD）。這將會對生態(tài)環(huán)境造成相當(dāng)大的影響。因此，染料廢水排放之前對其

2、進行處理是相當(dāng)必要的。由于染料分子中具有穩(wěn)定的苯環(huán)結(jié)構(gòu)使其具有抗有氧降解和抗生物降解的性質(zhì)，這將大大增加了染料廢水的處理難度。現(xiàn)在許多方法如絮凝、吸附、氧化、膜過濾、光催化、生物降解等被廣泛應(yīng)用到了染料廢水的處理上。在這些處理方法中，吸附法由于具有便于操作、去除率高、經(jīng)濟實惠等特點而成為最有發(fā)展前途的染料廢水處理方法。吸附行為一般發(fā)生在吸附劑的表面，所以尋找一種比表面大的吸附劑成為人們關(guān)注的焦點。因此具有高比表面和大量吸附位點的納米尺寸

3、的材料成為人們研究的熱點。本文利用模板自組裝氧化聚合、原位模板法等方法合成了一系列聚合物納米材料，并通過掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、紅外光譜分析、X射線衍射等一系列表征手段對我們制備的材料形貌以及潛在的性能進行探究，并詳細(xì)的探究了這些納米材料作為吸附劑對不同染料的吸附行為。在此基礎(chǔ)上提出并驗證了其吸附機理，根據(jù)吸附機理的特點將吸附劑應(yīng)用到選擇性吸附方面，以達到染料分離的目的。具體的研究如下：
　　利用氧化聚合法合成了聚吡咯（P

4、Py）納米微球，在室溫下，在三甲基溴化銨（CTAB）溶液中加入適量吡咯（Py）單體，然后逐滴加入過硫酸銨（APS）溶液，磁力攪拌使其充分聚合，然后利用清水洗滌就得到聚吡咯（PPy）納米微球。為了加大吸附量我們改變合成條件合成了具有較大比表面的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的（PPy）納米纖維。
　　利用原位模板法合成聚磷腈納米管，在超聲的實驗條件下（50w），利用四氫呋喃（THF）為溶劑，三乙胺（TEA）作為縛酸劑進而合成聚磷腈（PZS）納米管。<

5、br>　　利用SEM、TEM、FITR、XRD、BET、粒徑分析和表面電荷測試等表征手段研究了聚合物的結(jié)構(gòu)和性能。
　　以上述制備的納米材料作為吸附劑系統(tǒng)的研究了其對染料的吸附性能，發(fā)現(xiàn)它們均對廢水中的染料表現(xiàn)出了較高的吸附性能。聚吡咯納米纖維對甲基橙的吸附能力達到了169.55 mg/g。同時，準(zhǔn)二階動力學(xué)模型和Langmuir等溫線模型能夠更好的擬合聚吡咯納米材料對甲基橙的吸附。此外，對聚吡咯材料的循環(huán)使用性能進行了研究，經(jīng)過

6、多次循環(huán)吸附后該吸附劑的吸附性能并沒有明顯降低，說明聚吡咯納米材料是一類可再生的高效吸附劑。同時提出并驗證了靜電吸附是吸附行為發(fā)生的主要作用力。根據(jù)其吸附機理將聚吡咯納米纖維應(yīng)用到了混合染料的選擇性吸附上，并取得了良好的效果。
　　聚磷腈納米管對染料的吸附行為能夠用準(zhǔn)二階動力學(xué)模型和Langmuir等溫線模型很好的擬合。聚磷腈納米管對陰陽離子染料表現(xiàn)出不同的吸附能力，因此可以將其應(yīng)用到染料的選擇性吸附上，并能夠有效的達到染料分離的