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《噁二唑功能化腈纶纤维的设计合成及对汞离子的吸附研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、噁二唑功能化腈纶纤维的设计合成及对汞离子的吸附研究Synthesisofoxadiazole-functionalizedPolyacrylonitrileFiberandtheAbsorption2+forHg学科专业:化学研究生:解玉佳指导教师:陶敏莉副教授张文勤教授天津大学理学院二零一七年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已
2、在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日我是爱天大的!!学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名:导师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日2万方数据摘要本文通过Mannich反应将六种1,3,4-噁二唑衍生物固载到丙二胺胺化纤维上,制备了一系列噁二唑功能化纤维,并对其吸附
3、性能进行了研究。利用合成的功能化纤维结合腈纶纤维廉价、比表面积大、可循环利用和1,3,4-噁二唑小分子选择性吸附的优点,成功实现对汞离子的选择性去除。主要研究内容如下:1.采用不同方法制备了一系列1,3,4-噁二唑衍生物小分子,随后以腈纶纤维为原料,将丙二胺固载到纤维上制备丙二胺胺化纤维,再将六种1,3,4-噁二唑衍生物固载到胺化纤维上,合成了六种噁二唑功能化纤维。通过EA、FT-IR、SEM和XRD对PANp-PMODF纤维进行了表征,结果表明1,3,4-噁二唑小分子成功地固载到了胺化纤维上且纤维表面的性能保持良好。2.考察六种功能化纤维对汞离子的吸附性能,筛选出对汞离子
4、有最优吸附性能的PANp-PMODF功能化纤维。对PANp-PMODF纤维的吸附性能及重复使用性进行了系统的研究,测试了汞离子溶液的pH值、初始浓度、吸附时间等对吸附性能的影响。结果表明,功能化纤维能够在pH=4~12的汞离子溶液中有很好的吸附能力;对纤维的动力学和热力学性能的测试表明,PANp-PMODF功能化纤维2+对汞离子的吸附过程是单分子层化学吸附过程;在重金属离子混合溶液(Hg,2+2++2+2+2+2+3+Pb,Cd,Ag,Zn,Cu,Ni,Co和Cr)中,PANp-PMODF对汞离子的吸附量远远大于其它离子,具有良好的吸附选择性;通过稀硝酸五次解吸附后,功能化
5、纤维对汞离子的吸附率仍达初始吸附量的90%以上且其机械强度保持良好,说明纤维能够循环利用五次以上,该纤维能够将模拟污水中汞离子浓度降低到44ppb。综上所述,噁二唑PANp-PMODF功能化纤维具有廉价易得、良好的选择性、可循环使用性、操作容易等优点,对于处理汞污染有很好的实用价值。关键词:腈纶纤维,1,3,4-噁二唑,吸附性能,汞离子I万方数据ABSTRACTInthisthesis,sixkindsof1,3,4-oxadiazolederivativeswereimmobilizedtothepropylenediamine-aminatedfiberbyMannic
6、hreaction.Thefunctionalizedfiberswereusedtoabsorbmercuryions.Thefunctionalizedfiberscombinetheadvantagesofpolyacrylonitrilefiberand1,3,4-oxadiazolederivativestogether.Themainresearchcontentsaresummarizedasfollows:1.Aseriesof1,3,4-oxadiazolederivativeswerepreparedbydifferentmethods.Then,wit
7、hpolyacrylonitrilefiberasrawmaterial,propylenediaminewasintroducedtothefibertoobtaintheaminatedfiber(PANpF).Sixkindsof1,3,4-oxadiazolefunctionalizedfiberswerepreparedbyimmobilizing1,3,4-oxadiazoletotheaminatedfiber.Thesuccessfulimmobilizationof1,3,4-oxadiazole