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时间:2018-07-11
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1、聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶制备及对亚甲基蓝吸附谢标明,朱和康,杨越,王吉,方倩,邓雪勇,彭志平*(南昌大学材料科学与工程学院,江西南昌330031)摘要:以丙烯酸(AA)为原料,二丙烯酸酯(PulDA)分散的氧化石墨烯(GO)纳米胶粒(GO-PulDA)为增强剂,通过自由基共聚合制备了一系列结构均一的聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶(PAA/GO-PulDA)。考察了交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)含量和GO含量对复合水凝胶力学性能的影响,研究了BIS和GO含量以及溶液pH值对复合水凝胶吸水性和亚甲基蓝(MB)吸附量的影响,并考察了复合水凝胶的吸附动力学和吸附-
2、解吸附重复使用性能。结果表明,通过改变复合凝胶中BIS或GO的含量可方便地调控其拉伸强度什么强度?,当GO质量浓度从0.1mg/mL增加至1.0mg/mL时,复合水凝胶拉伸强度从5.0kPa增加至10.4kPa,断裂伸长率高于100%,当GO的质量浓度为0.3mg/mL时,复合水凝胶的断裂伸长率最高为151%。复合水凝胶表现出明显的pH敏感的高吸湿性,pH从3.0增加至6.8时,溶胀比(SR)变化可达386g/g,pH6.8时最大溶胀比高达490g/g。复合水凝胶对MB的吸附表现出明显的pH敏感性,当溶液pH值从3.0增加至11.0时,MB的吸附量(qe)可增加1400~1
3、500mg/g,pH11.0时最大的qe高达1789mg/g。复合水凝胶对MB的吸附行为符合准一级动力学模型,为物理吸附过程。复合水凝胶具有良好的重复使用性,5次吸附-解吸附循环后对MB的吸附能力仍高于60%,解吸附效率高于90%。关键词:聚丙烯酸;复合水凝胶;氧化石墨烯;高吸水性;染料吸附;亚甲基蓝;高吸附性;功能材料中图分类号:TQ314文献标识码:ASynthesisofPoly(acrylicacid)/GrapheneOxideCompositeHydrogelswithHighHydroscopicityforAdsorptionofMethyleneBlueD
4、yeXieBiao-ming,ZhuHe-kang,YangYue,WangJi,FangQian,DengXue-yong,PengZhi-ping*(SchoolofMaterialsandEngineering,NanchangUniversity,Nanchang33031,Jiangxi,China)Abstract:Thepoly(acrylicacid)/grapheneoxide(GO)compositehydrogels(PAA/GO-PulDA)withhomogeneousstructurewassynthesizedbytheradicalcopol
5、ymerizationbetweenacrylicacid(AA)andPluronicF127diacrylate(PulDa)dispersivegrapheneoxide(GO-PulDA).TheGO-PulDAcolloidwasusedasanenhancerinthecompositehydrogels.TheeffectoftheconcentrationofcorsslinkerN,N'-methylenebisacrylamide(BIS)andGOincompositehydrogelsandthesolutionpHonthestrength,hyd
6、roscopicityofcompositehydrogelsandtheadsorptioncapacityformethyleneblue(MB)wereinvestigatedindetail.Theadsorption-desorptionpropertiesofthecompositehydrogelsweretested.TheresultsshowthatthestrengthofcompositehydrogelscanbetailoredbycontrollingtheconcentrationofBISorGOinthehydrogels.Thebrea
7、kingstrengthofcompositehydrogelsincreasedfrom5.0kPato10.4kPawithincreasingtheconcentrationofGO,andtheelongationatbreakwasgreaterthan100%.ThecompositehydrogelsexhibitedpH-sensitivehighhydroscopicity,andtheincrementofswellingratio(SR)ofcompositehydrogelswas386g/
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