辉光放电电解等离子体引发制备凹凸棒高分子材料及其应用

摘要

辉光放电电解是一种新型的电化学过程,属于非法拉第电解过程,其中等离子体由电极和电解质液面之间的直流辉光放电来维持。当两极间的电压足够高时,常规电解自动转化为辉光放电电解,从而产生等离子体。等离子体中的某些高活性组分如H·,·OH,H2O2,e-aq,HO2·为各种类型的溶液化学反应提供了高能活性粒子。本文研究了辉光放电电解等离子体技术在制备高分子材料方面的应用,主要内容如下:
　　第一章简单介绍了等离子体的特征,低温等离子体的产生方法和主要应用领域,并综述了辉光放电电解等离子体在废水处理、化学合成以及高分子材料方面的应用和研究进展。
　　第二章以丙烯酸和凹凸棒土为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用辉光放电等离子体引发聚合法在水溶液中一步制得凹凸棒/聚丙烯酸高吸水性复合材料。考查了放电电压、交联剂用量、单体浓度及凹凸棒土含量对树脂吸水率的影响,并用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)表征了复合材料的结构、形态和性能。结果表明:在最佳条件下,复合材料性能良好,吸水率为1281g/g,对0.9％NaCl水溶液的吸附率为111g/g。
　　第三章研究了制备的聚丙烯酸/凹凸棒复合材料对Cu2+吸附行为。考查了放电电压、交联剂用量、单体浓度及凹凸棒土含量对吸附率的影响,结果表明:该吸附剂对水溶液中的铜离子具有较高的去除率。吸附过程动力学符合假二级速率方程。在所研究的浓度范围内,铜离子的吸附符合Langmuir吸附。
　　第四章以丙烯酸、丙烯酰胺和凹凸棒土为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用辉光放电电解等离子体引发聚合法在水溶液中一步制得凹凸棒/聚丙烯酸高吸水性复合材料。考查了放电电压、交联剂用量、单体浓度及凹凸棒土含量对树脂吸水率的影响,并用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)表征了复合材料的结构、形态和性能。结果表明:在最佳条件下,复合材料性能良好,吸水率为1350g/g。
　　第五章研究了制备的聚丙烯酸/丙烯酰胺/凹凸棒复合材料对水溶液中Cu2+,Pb2+的吸附行为,考查了放电电压、交联剂用量、单体质量比及凹凸棒土含量等对复合材料吸附量的影响,从动力学和热力学角度分别分析了该吸附剂对Cu2+和Pb2+的吸附过程。结果表明该吸附剂对铜离子、铅离子有较高的去除率。吸附过程动力学符合假二级速率方程Langmuir吸附模型。

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摘要

Abstract

第一章 综述

1 等离子体的特点及性质

2 等离子体的形成

3 辉光放电等离子体

3.1 辉光放电等离子体的产生及特点

3.2 辉光放电电解等离子体的应用

4 凹凸棒

4.1 凹凸棒的结构

4.2 凹凸棒的应用

本课题研究的内容和目的

参考文献

第二章 辉光放电等离子体引发聚合法制备聚丙烯酸/凹凸棒复合材料及性能研究

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

1.2 高吸水性树脂的制备

1.3 吸水率的测定

2 结果与讨论

2.1 实验条件对复合材料吸水率的影响

2.2 复合材料的表征

3 结论

参考文献

第三章 聚丙烯酸/凹凸棒吸附剂对Cu~(2+)的吸附性能研究

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

1.2 吸附实验

2 结果与讨论

2.1 实验条件对复合材料吸附量的影响

2.2 复合材料的表征

2.3 初始pH 值对吸附容量的影响

2.4 吸附等温线研究

2.5 动力学研究

3 结论

参考文献

第四章 辉光放电电解等离子体引发聚合法制备聚丙烯酸/丙烯酰胺/凹凸棒复合材料及性能研究

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

1.2 高吸水性树脂的制备

1.3 吸水率的测定

2 结果与讨论

2.1 实验条件对复合材料吸水率的影响

2.2 复合材料的表征

3 结论

参考文献

第五章 聚丙烯酸/丙烯酰胺/凹凸棒吸附剂对Cu~(2+),Pb~(2+)的吸 附性能研究

1. 实验部分

1.1 试剂和仪器

1.2 吸附实验

2 结果与讨论

2.1 优化辉光放电电解聚合条件

2.2 吸附实验

2.3 吸附等温线研究

2.4 动力学研究

3 结论

参考文献

硕士期间发表论文情况

致谢