磁性高分子微球的制备和及对Cd2+吸附性能的研究

摘要

本文以不锈钢反应釜作为反应器，采用悬浮聚合的方法制备了多孔聚苯乙烯微球、磁性聚苯乙烯微球和磁性环氧基聚合微球。并采用磺化或水解的方法使磁性微球带有功能基团，探究了磁性微球对Cd2+的吸附性能。
　　在聚苯乙烯微球的制备过程中，考察了分散剂、交联剂、制孔剂用量及比例对微球粒径分布和孔结构的影响。研究结果表明:采用分散剂PVA/PVP质量比为1∶1，交联剂DVB/TAIC质量比为2∶1，致孔剂甲苯/正庚烷体积比为1∶1时，获得的微球分散性较好。在一定范围内，交联剂增多会使微球孔径变小，比表面积变大，致孔剂甲苯比例越大，孔径和比表面积越小。
　　将油酸改性的Fe3O4粒子分散于苯乙烯聚合反应中制备了磁性聚苯乙烯离子交换树脂MCER，考察了磁性微球对Cd2+的吸附性能。结果表明，聚苯乙烯磁性微球饱和磁化为12.07emu/g。吸附实验结果表明温度为303K，Cd2+浓度为100mg/L时MCER对Cd2+的平衡吸附量达到43.19mg/g，对Cd2+的吸附行为符合拟二级动力学模型和Freundlich模型。
　　用MMA和GMA为功能单体制备了含环氧基的磁性微球，进一步通过碱性水解和酸性水解制得MPMDG1和MPMDG2弱酸性磁性阳离子交换树脂微球。研究结果表明，MPMDG1和MPMDG2的饱和磁化分别为17.26emu/g和6.29emu/g。MPMDG2比MPMDG1的平衡吸附量更高，温度为303K，Cd2+浓度100mg/L时，MPMDG2平衡吸附量达到44.66mg/g，对Cd2+的吸附符合拟二级动力学模型和Freundlich模型。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 功能化高分子微球的研究

1．1．1 功能化高分子微球的制备

1．1．2 功能化高分子微球的应用

1．2 磁性高分子微球的研究

1．2．1 四氧化三铁粒子的简介

1．2．2 磁性高分子微球的分类

1．2．3 磁性高分子微球的制备

1．2．4 磁性高分子微球的应用

1．3 重金属废水

1．3．1 Cd2+的来源、危害及去除办法

1．3．2 磁性高分子微球在处理重金属离子方面的应用

1．4 选题依据和研究目的

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容

第二章 多孔微球P(St-DVB-TAIC)的制备和条件优化

2．1 实验试剂和仪器

2．2 实验方法

2．2．1 聚合物微球P(St-DVB-TAIC)的制备[14]

2．2．2 分析方法

2．3．1 分散剂比例对微球粒径的影晌

2．3．2 分散剂用量对微球粒径的影响

2．3．3 交联剂对微球粒径、孔结构的影响

2．3．4 致孔剂对微球粒径、孔结构的影响

2．4 本章小结

第三章 苯乙烯磁性微球的制备和对Cd2+的吸附

3．1 实验试剂和仪器

3．2 实验方法

3．2．2 磁性微球的制备[56]

3．2．3 非磁性和磁性离子交换树脂的制备

3．2．4 Cd2+的吸附实验

3．2．5 分析方法

3．3 表征结果分析

3．3．1 改性四氧化三铁OA-Fe3O4最优油酸用量的确定

3．3．2 分散剂对磁性微球的磁性影响

3．3．3 粒径分布和表面形貌分析

3．3．4 孔结构分析

3．3．5 红外谱图分析

3．3．6 XRD分析

3．3．7 热稳定性分析

3．4 苯乙烯系离子交换树脂对Cd2+的吸附

3．4．1 CPEM与MCER对Cd2+吸附性能的比较

3．4．2 pH对Cd2+吸附量的影响

3．4．3 磁性微球用量对Cd2+吸附性能的影响

3．4．4 浓度对Cd2+吸附量的影响

3．4．5 对Cd2+的吸附动力学

3．4．6 对Cd2+的吸附等温线

3．4．7 再生实验

3．5 本章小结

第四章 环氧基磁性微球的制备和对Cd2+的吸附

4．1 实验试剂和仪器

4．2 实验方法

4．2．3 Cd2+的吸附实验

4．2．4 再生剂的选择

4．2．5 分析方法

4．3 环氧基磁性微球的表征

4．3．1 磁性粒子的加入量对成球的影响

4．3．2 粒径分布和表面形貌分析

4．3．3 孔结构分析

4．3．5 XRD分析

4．3．6 饱和磁化强度分析

4．3．7 热稳定性分析

4．4 环氧基磁性微球对Cd2+的吸附

4．4．1 pH对Cd2+吸附量的影响

4．4．2 时间对Cd2+吸附量的影响

4．4．3 浓度对Cd2+吸附量的影响

4．4．4 对Cd2+的吸附动力学

4．4．5 对Cd2+的吸附等温线

4．4．6 再生实验

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

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