聚天冬氨酸的合成工藝及性能研究.pdf

1、聚天冬氨酸是一種具有良好生物相容性的環(huán)保型材料，具有良好的生物可降解性和環(huán)境友好性，因其優(yōu)越的性能被廣泛應(yīng)用于化妝品、工業(yè)水處理、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等行業(yè)。本論文以順丁烯二酸酐和液氨為原料，采用固相熔融法，分兩步合成了中間產(chǎn)物聚琥珀酰亞胺，然后在堿性條件下水解得到聚天冬氨酸。采用紅外光譜和凝膠色譜分析技術(shù)對(duì)產(chǎn)物聚天冬氨酸進(jìn)行了表征，研究了多種因素，如原料摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、水解pH值、水解溫度、水解時(shí)間等因素對(duì)聚合產(chǎn)物的分子量和產(chǎn)率的影

2、響，優(yōu)化了聚天冬氨酸合成的工藝條件。然后采用靜態(tài)阻垢法探究了聚天冬氨酸阻垢劑對(duì)CaCO3的阻垢性能。結(jié)果證明：通過改進(jìn)和優(yōu)化聚天冬氨酸的合成工藝，得到了分子量可控、產(chǎn)率較高的聚天冬氨酸，分子量在5000～8000之間。
　　聚天冬氨酸可以螯合多種金屬陽離子，具有優(yōu)良的分散性能，但在實(shí)際應(yīng)用中存在著固液分離困難、不易回收等問題。本論文將聚天冬氨酸和蒙脫土相結(jié)合，制備了聚天冬氨酸/蒙脫土復(fù)合材料，作為一種新型吸附劑用于水溶液中Cu2+

3、、Zn2+和Ni2+三種重金屬離子的去除研究。采用FTIR、XRD和TG三種現(xiàn)代分析技術(shù)對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明我們成功合成了聚天冬氨酸/蒙脫土復(fù)合材料。然后研究了Cu2+、Zn2+和Ni2+三種單一體系中吸附劑用量、吸附溫度、吸附時(shí)間、pH值等因素對(duì)金屬離子去除率的影響，得到了聚天冬氨酸/蒙脫土復(fù)合材料去除Cu2+、Zn2+和Ni2+三種金屬離子的最佳條件，并在此基礎(chǔ)上對(duì)吸附過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)也進(jìn)行了深入探索。在三種二元混

4、合體系：Cu-Zn、Cu-Ni和Zn-Ni體系中對(duì)Cu2+、Zn2+和Ni2+之間的競(jìng)爭(zhēng)吸附實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，得出聚天冬氨酸/蒙脫土復(fù)合材料對(duì)Cu2+、Zn2+和Ni2+三種金屬離子的吸附選擇性順序?yàn)镃u2+>Zn2+>Ni2+。最后對(duì)聚天冬氨酸/蒙脫土復(fù)合材料的吸附機(jī)理及其再生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了初步探索，發(fā)現(xiàn)吸附后的復(fù)合材料用EDTA溶液再生后，最少可以循環(huán)使用4次，可見，聚天冬氨酸/蒙脫土復(fù)合材料對(duì)Cu2+、Zn2+和Ni2+三種金屬離子具有