摘要
随着工业的快速发展,水污染现象日益严重,加剧了淡水资源的短缺和水环境的污染,为了保证水资源的可持续利用,解决水污染现象,尤其是其中的重金属离子的处理,因此,研制一种新型高效的絮凝剂成为了研究热点。本论文研究目的:在N,N,-亚甲基双丙烯酰胺存在的条件下,对CMCTS与AM进行接枝共聚反应并且对其合成工艺进行优化,以得到一个最优工艺条件;研究交联型CMCTS-AM接枝共聚物对Zn2+、Ni2+、Cu2+的吸附性能。 本论文进行了以下三方面的研究:(1)在K2S2O8和NaHSO3配合而成的氧化-还原引发体系的作用下,CMCTS与AM发生了接枝共聚反应,并且与MBA发生了交联反应,制得一种水溶性很强的新型絮凝剂-交联型CMCTS-AM接枝共聚物。(2)利用红外、热重、扫描电镜、能谱对交联型CMCTS-AM接枝共聚物结构与形貌进行分析,初步探讨了交联型CMCTS-AM接枝共聚物的结构和热稳定性;(3)研究了交联型CMCTS-AM接枝共聚物对Zn2+、Ni2+、Cu2+的吸附性能。 研究结果表明:(1)合成交联型CMCTS-AM接枝共聚物新型絮凝剂的最优工艺条件:m过硫酸钾/m丙烯酰胺为2%,m亚硫酸氢钠/m丙烯酰胺为1%,mAM/mCMCTS为5,mMBA/mAM为0.5%,反应温度为50℃,反应时间为3.5h,pH值为7.0,所得交联型CMCTS-AM接枝共聚物的接枝率大于100%;(2)通过CMCTS进行接枝共聚反应前后的红外谱图与能谱图中的峰值改变可以说明:CMCTS与AM发生了接枝共聚反应,并且与MBA发生了交联反应。热重分析结果表明交联型CMCTS-AM接枝共聚物热稳定性能下降;扫描电镜结果表明,交联型CMCTS-AM接枝共聚物表面微观形态发生了较大变化,接枝共聚后的交联型CMCTS-AM接枝共聚物的颗粒分散性好,交联型CMCTS-AM接枝共聚物的表面结构有大量针状凸起,这就大大增加了它的比表面积和吸附能力,有助于提高架桥、絮凝能力,形成了更利于絮凝的物质形态结构。(3)交联型CMCTS-AM接枝共聚物对Zn2+、Ni2+、Cu2+有较好的吸附动力学速度;CMCTS对Zn2+、Ni2+、Cu2+的吸附容量分别为:0.96mmol/g,1.35mmol/g,1.94mmol/g,交联型CMCTS-AM接枝共聚物对Zn2+、Ni2+、Cu2+的吸附容量分别为:2.02mmol/g,2.45mmol/g,2.82mmol/g,较CMCTS而言,交联型CMCTS-AM接枝共聚物对Zn2+、Ni2+、Cu2+的吸附容量有显著的提高;吸附行为均符合Langmuir等温吸附,在Zn2+、Ni2+、Cu2+三元离子体系中,交联型CMCTS-AM接枝共聚物对Cu2+有很好的选择性。 本论文所合成的新型交联型CMCTS-AM接枝共聚物的合成工艺条件简单,对Zn2+、Ni2+、Cu2+具有良好的吸附性能。
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