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疏水吲哚基多孔材料的制备及其在油水分离中的应用

郭锐

疏水吲哚基多孔材料的制备及其在油水分离中的应用

郭锐1
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作者信息

  • 1. 西南科技大学
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摘要

人类社会生产和生活等诸多行业的崛起会产生大量的含油废水,严重污染了海洋,湖泊和其他水体。其中,开采石油、固体燃料热加工不完全和海油运输事故的不断发生是含油废水排放的主要来源。例如,二十世纪初期,墨西哥湾和渤海湾开采石油期间,发生石油泄漏。对海洋造成了毁灭性打击,给生命和生态系统带来灾难。因此,研究高效的油水分离材料极具应用价值和科学意义。 首先对众多用于油水分离的材料进行调研发现,多孔材料对于其他材料而言,具有大孔体积、骨架密度低、高比表面积;可根据应用对所需基团修饰、孔径结构可调;合成简单、产率高、绿色、温和等特点。此外,众多多孔材料在降解回收都遇到了瓶颈。因此,为了避免多孔材料对环境造成二次污染,选择引入半缩醛胺结构,可以通过调节pH值对含有半缩醛胺结构的多孔材料进行降解回收,重复利用再次合成多孔材料。本文主要从以下两个内容展开: (1)本文第三章以胱胺和4,4'-二(5-氨基吲哚)二苯砜(INA)为单体,通过溶胶-凝胶法成功制备了一种超疏水吲哚基气凝胶多孔材料(PCINA)。该气凝胶可以用于油水分离表现出良好的超疏水性能(水接触角为150.3°),比表面积为31.93m2·g-1,油吸附量可达19.94g·g-1,且具有较高的油水乳液分离效率(≥96%),并在多次循环后仍保持较高的吸附量和接触角。通过半缩醛胺结构,实现了多孔材料可降解回收的目标。另外,PCINA的脱附方法为化学脱附法不同于其他多孔材料的物理脱附法。 (2)本文第四章以色胺和3,3'-((4-氨基苯基)亚甲基)双(1H-吲哚)(DINA)为单体,采用冷冻干燥成功合成了超疏水吲哚基超分子聚集体多孔材料(TDINA)。该多孔材料具有良好的超疏水性能(水接触角为151.8°)并用于油水分离,具有较高的比表面积(88.30 m2·g-1),油吸附量高达55.03g·g-1,且油水乳液分离效率可达到99%,并在多次循环后仍保持较高的吸附量和接触角。本章实现了多孔吸附剂材料的化学脱附循环再利用和可降解回收。

关键词

多孔材料/油水分离/吸附量/可降解/疏水吲哚

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授予学位

硕士

学科专业

化学

导师

杨莉

学位年度

2021

学位授予单位

西南科技大学

语种

中文

中图分类号

O6
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