机械活化淀粉与聚乙烯醇缩醛化制备吸附材料的研究

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吸附法在去除水体中难降解的污染物方面有着重要的作用,采用廉价易得的吸附剂去除水体中难降解的污染物,有着社会的、经济的和环境的意义。本文采用自制的搅拌磨对淀粉进行机械活化预处理,以木薯淀粉、聚乙烯醇(PVA)、甲醛为原料,在硫酸(W=35%)、甘油、十二烷基磺酸钠的作用下制备聚乙烯醇缩甲醛(polyvinyformal,PVFM),以亚甲基蓝的吸附量为评价指标,分别考察了机械活化时间、反应温度、反应时间、甲醛用量、PVA与ST的质量配比等因素对制备PVFM的影响;采用正交实验对PVFM的制备工艺条件进行优化;采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)对PVFM结构进行了表征分析;以亚甲基蓝和铜离子为吸附指标,分别考察了PVFM的吸附特性、Langmuir和Freundlich等温吸附模型、准一级和准二级动力学模型。根据实验结果和理论分析,得到以下结论:   (1)在正交较优工艺条件下,由木薯原淀粉与PVA缩醛化制备的产物对亚甲基蓝的吸附量为1.132 mg·L-1;而活化30min木薯淀粉与PVA缩醛化制备的产物对亚甲基蓝的吸附量为1.302 mg·L-1。由此可见,木薯淀粉经过机械活化后,其反应活性明显得到提高。   (2)红外光谱(FTIR)分析表明PVA与甲醛发生了缩醛化反应,在甘油的作用下,淀粉与PVA中的羟基发生了交联。扫描电镜(SEM)的研究以及在相同的条件下以亚甲基蓝为吸附指标,对PVFM吸附特性的研究进一步表明了由活化30min木薯淀粉与PVA缩醛化制备的产物的吸附能力比木薯原淀粉与PVA缩醛化制备的产物的吸附能力强。   (3) PVFM对亚甲基蓝和铜离子的平衡吸附行为均可用Langmuir吸附等温模型描述,并从理论上求出了最大吸附量;吸附动力学符合准二级动力学方程。
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