廢棄沙棘枝條基高吸水性復(fù)合材料的制備及應(yīng)用.pdf

1、沙棘枝條，作為沙棘副產(chǎn)品，具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、可生物降解等諸多優(yōu)點(diǎn)，然而大量廢棄的沙棘枝條并未得到有效利用，被視為農(nóng)業(yè)廢棄物。這些廢棄物或被焚燒造成環(huán)境污染，或自然腐爛造成資源浪費(fèi)。為了實(shí)現(xiàn)沙棘枝條的有效資源化，本課題以沙棘枝條粉為原材料，與傳統(tǒng)高吸水性樹(shù)脂相結(jié)合，致力于制備一種成本較低、環(huán)境友好型的高吸水性復(fù)合材料，有效解決合成高吸水性樹(shù)脂生產(chǎn)成本高、耐鹽性差、降解困難等缺點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上，為簡(jiǎn)化纖維材料預(yù)處理過(guò)程，特引入多巴胺這一

2、聯(lián)接劑，得到新型超強(qiáng)復(fù)合吸水材料。將所制備的吸水材料應(yīng)用于染料廢水處理領(lǐng)域，并考察了該復(fù)合材料的吸附性能。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)沙棘枝條粉/PAA超強(qiáng)吸水復(fù)合材料的制備及其性能研究
　　以廢棄沙棘枝條粉(HBP)為基體和丙烯酸(AA)為單體，過(guò)硫酸鉀(K2S2O8)為引發(fā)劑， N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑，采用自由基溶液聚合法制備HBP/PAA（聚丙烯酸）超強(qiáng)吸水復(fù)合材料。紅外光譜和場(chǎng)發(fā)射電子掃描電鏡

3、測(cè)試表明所制備的HBP/PAA是聚丙烯酸與沙棘枝條粉的表面交聯(lián)型復(fù)合材料。沙棘枝條粉在復(fù)合材料中呈彌散狀分散，起到骨架支撐作用。該超強(qiáng)吸水復(fù)合材料在去離子水和0.9 wt％NaCl溶液的吸水倍率分別可達(dá)190.0 g/g和40.0 g/g，平衡時(shí)間分別為16 min和10 min；其在蒸餾水中的溶脹動(dòng)力學(xué)符合為二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。在不同價(jià)態(tài)金屬離子水溶液中的吸水能力是NaCl>CaCl2>FeCl3，吸水能力隨著鹽溶液濃度的增加而降低。溫度

4、從25℃增加到80℃，保水性有降低的趨勢(shì)。反復(fù)吸放液性能測(cè)試表明循環(huán)5次后，去離子水吸收率和0.9 wt%NaCl溶液的吸水倍率分別保持了最大吸液倍率的91.8%和86.7%。
　　(2)多巴胺-沙棘枝條粉接枝聚丙烯酸超強(qiáng)吸水復(fù)合材料的制備及其性能研究
　　為降低高吸水性材料的生產(chǎn)成本、緩解其帶來(lái)的環(huán)境負(fù)擔(dān)，多巴胺包覆的沙棘枝條粉和丙烯酸經(jīng)接枝共聚反應(yīng)，合成一種環(huán)境友好型超強(qiáng)吸水復(fù)合材料(PD-HBP/PAA)。采用紅外光譜

5、(FTIR)和場(chǎng)發(fā)射電子掃描電鏡(FE-SEM)表征產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)?？疾炝他}溶液濃度、離子類(lèi)型及反復(fù)使用次數(shù)對(duì)該復(fù)合材料吸水性能的影響。結(jié)果表明，PD-HBP/PAA對(duì)鹽濃度、離子類(lèi)型和吸水次數(shù)具有較高的敏感性；根據(jù)以上分析可知，該復(fù)合材料具有良好的吸水、保水能力和重復(fù)使用性能，且經(jīng)濟(jì)高效、綠色環(huán)保，在農(nóng)業(yè)或工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。這中方法也可以擴(kuò)展到合成具有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)的其他自然生物資源-有機(jī)復(fù)合材料。
　　(3)HBP/PAA強(qiáng)

6、吸水復(fù)合材料其對(duì)藏紅T的動(dòng)力學(xué)、平衡、熱力學(xué)吸附研究
　　系統(tǒng)地研究了藏紅T（ST）在HBP/PAA復(fù)合材料表面的吸附過(guò)程，考察了溶液的pH值、接觸時(shí)間、染料初始濃度和溫度等條件對(duì)HBP/PAA吸附性能的影響。研究結(jié)果表明，298.15K時(shí)HBP/PAA的吸附量可達(dá)56.0 mg/g。此外，動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)表明準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附模型可準(zhǔn)確描述其吸附行為，吸附過(guò)程符合Langmuir吸附等溫線模型，熱力學(xué)分析證明HBP/PAA吸附藏紅 T屬