浒苔基水凝胶的制备及应用

摘要

浒苔是一种绿藻纲植物,生长在中潮带滩涂.浒苔虽然无毒,但是和赤潮一样,大量繁殖的浒苔也能遮蔽阳光,影响海底藻类的生长;死亡的浒苔也会消耗海水中的氧气.由于全球气候变化、水体富营养化等原因,造成海洋大型海藻浒苔绿潮暴发.rn 本文以浒苔为原料采用溶液聚合法制备了浒苔接枝丙烯酸的水凝胶。并采用响应曲面法中的Box-Behnken设计优化了合成参数。以吸水能力为响应值，选取了三个变量：丙烯酸与浒苔的质量比、丙烯酸中和度以及交联剂与丙烯酸的质量比，进行研究。得出浒苔基水凝胶的最优制备参数分别为：丙烯酸与浒苔质量比为8.4，丙烯酸中和度为54.3%，交联剂与丙烯酸质量比为0.33。在此条件下制备出了水凝胶，用其进行水吸附实验。研究和比较了不同粒径、盐浓度、pH值和温度对浒苔基水凝胶吸水能力的影响。结果表明，该水凝胶在粒径小，盐浓度低，pH=5-6和低温条件下有较强的吸水能力。rn 水凝胶因其网络结构中有许多可以与金属结合的官能团(-SO3H，-OH，-COOH，-SH和NH2等)可被应用于金属纳米粒子的制备。并且作为3-D交联网状聚合物，它的孔隙度易于调节。水凝胶能够从溶液中吸收不同种类的金属离子并将其固定，使得在水凝胶中制备纳米金属成为了可能。所以适当的还原剂可以将金属离子还原为相应的金属纳米颗粒。rn 以水凝胶为载体，通过原位金属纳米粒子的制备生产出一种新型的水凝胶．金属复合催化系统。首先，通过吸附金属离子溶液使金属离子负载于水凝胶上，然后加入还原剂硼氢化钠，将金属离子还原为金属单质。最终制备出的水凝胶．金属催化系统被用于催化降解对硝基苯酚。实验结果显示，对硝基苯酚的降解速率与催化剂的量，对硝基苯酚的初始浓度，反应温度以及催化剂的重复利用次数有很大关系。