摘要
作为废水处理的吸附材料，与二维的膜材料相比，三维通孔结构的海绵具有更大的水通量大、更长的吸附通道和更多的改性空间，因此具有更强的吸附能力。而且海绵还有吸水后韧性好，便于回收等突出优点。其中聚乙烯醇缩醛海绵结构中含有大量亲水性的基团，极性或离子型的杂质可以通过官能团与海绵上基团之间的氢键、阴阳离子相互吸引、憎水基团团聚等相互作用吸附在聚乙烯醇缩醛海绵结构中。因此，聚乙烯醇缩醛海绵在废水处理方面具有天然的优势。但是，传统的聚乙烯醇缩醛海绵制备中使用了大量的甲醛，制备过程不环保，并且海绵使用过程中随着缩醛键的水解，甲醛又被释放出来对环境造成了持续性的影响。本文用低毒性的正丁醛替代高毒性的甲醛作为交联剂，制备了聚乙烯醇缩丁醛（ PVB）海绵，并且研究了该海绵作为吸附材料在染料废水处理中的应用。具体研究如下： （1）以聚乙烯醇（PVA）和正丁醛为主要原料，分别采用碳酸氢钠发泡、表面活性剂发泡以及戊烷发泡等三种发泡方法，制备了聚乙烯醇缩丁醛（PVB）海绵。并测试了泡孔结构、密度、回弹性、吸水率和拉伸强度，考察了不同发泡方式和主要原料用量对于制品性能的影响。结果表明，与碳酸氢钠和戊烷作用下的 PVB 海绵相比，采用表面活性剂通过机械发泡得到的海绵，孔径更均匀，力学性能更优异。而且复合表面活性剂 S 在该反应体系中发泡效果最佳。此外，在最佳的原料配比下，PVB 海绵在湿态下的拉伸强度高达 0.38 MPa，比聚乙烯醇缩甲醛海绵的拉伸强度提高了 22%，同时该PVB海绵的吸水能力也较强，吸水倍率达到4.8倍。 （2）未改性的聚乙烯醇缩醛结构中功能基团仅有羟基，为了改善海绵对污染物的吸附性能，进一步对纯 PVB 海绵进行磺酸基改性。在聚乙烯醇缩丁醛发泡反应体系中，直接加入 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）和 N-（羟甲基）丙烯酰胺（NMA）， AMPS和NMA经引发原位聚合形成聚合物长链贯穿于聚乙醇缩醛网络结构中，得到磺酸基改性的具有半互穿网络结构的 PVB 海绵。结果显示，与纯 PVB 海绵相比，PVB海绵经磺酸基改性后整体的吸附能力明显增强。改性 PVB 海绵对亚甲基蓝（MB）染料的最大吸附量高达181.8 mg/g，是纯PVB海绵的2.2倍，吸附平衡时间比纯PVB海绵缩短了66.66%。说明该改性PVB海绵在染料废水处理方面具有很大的应用潜力。
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