多元酸与环糊精交联聚合物的合成及其吸附性能研究

摘要

环糊精聚合物(PCD)，特别是环糊精交联聚合物的结构设计、化学合成及其在分离分析、医药及环境污染物处理和控制等方面应用的研究，已得到国内外学者的极大关注。现有文献显示，作为环境污染物吸附剂的环糊精聚合物的吸附性能与交联剂种类和交联密度等有密切关系。论文在设计新型多元酸交联剂、合成环糊精交联聚合物及研究它们对水中染料吸附性能方面进行了以下工作。
　　1.由马来酸酐和二乙烯三胺的氨解反应合成了马来酰二乙烯三胺酸(Tri-acid)，用IR、1HNMR和MS确证其化学结构。以Tri-acid为交联剂，合成了不同投料比的Tri-acid和β-环糊精（β-CD）交联聚合物PCD-tri，用IR，固体13CNMR，热分析(DSC-TG)和扫描电镜(SEM)表征其结构和形貌。此外，以马来酰乙二胺酸(Di-acid)为交联剂，改进了Di-acid和β-环糊精(β-CD)交联聚合物PCD-di的合成方法，用IR，DSC-TG和SEM表征其结构和形貌。
　　2.不同投料比的交联聚合物PCD-tri和PCD-di对水中碱性品红(BF)吸附性能研究表明，β-CD与Tri-acid为1∶2时得到的聚合物PCD-tri(2)吸附性能最佳;而β-CD与Di-acid为1∶4时得到的聚合物PCD-di(4)吸附性能最佳。
　　3.系统研究PCD-tri(2)和PCD-di(4)对水BF和亚甲基蓝(MB)的吸附性能。结果表明，PCD-tri(2)和PCD-di(4)对BF和MB的吸附量(Qe)与体系pH、温度及盐浓度有关。在15℃-35℃范围内，温度升高，Qe升高;25℃下，pH升高，Qe增加，NaCl浓度增加，Qe降低。35℃，固液比为1g·L-1时，PCD-tri(2)对BF和MB的饱和吸附量分别达到126.54 mg·g-1(pH6.34)和113.07 mg·g-1(pH6.00);PCD-di(4)对BF和MB的饱和吸附量分别达到124.82 mg·g-1(pH6.34)和146.13mg·g-1(pH6.00)。用准一级，准二级及粒子内扩散模型对吸附动力学进行拟合;用Freundlich及Langmuir等温模型对吸附进行等温方程拟合。结果表明，PCD-tri(2)和PCD-di(4)对BF和MB的吸附动力学实验数据符合准二级动力学模型;吸附平衡数据符合Langmuir等温吸附模型。吸附热力学参数计算结果表明，吸附过程为吸热、熵增及自发过程。
　　4.合成了Tri-acid和γ-环糊精(γ-CD)交联聚合物P-γ-CD-tri，用IR和TG进行表征。研究了P-γ-CD-tri对一些有机物的吸附性能。结果表明，P-γ-CD-tri比PCD-tri(2)具有更好的吸附BF、罗丹明B和槲皮素性能。P-γ-CD-tri对吸附质具有一定选择性，不能吸附甲基橙等含磺酸基的染料和较大的药物分子芦丁。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 环糊精的基本性质

1．2 CD聚合物的制备方法

1．2．1 固载

1．2．2 交联聚合

1．2．3 固载与交联相结合

1．3 CD聚合物的应用

1．3．1 环保

1．3．2 医药

2 论文设计

2．1 选题背景

2．2 研究内容

2．3 合成路线

2．3．1 马来酰二乙烯三胺酸和马来酰乙二胺酸的合成

2．3．2 CD交联聚合物的合成

3 新型三元酸与β-CD交联聚合物的合成及其对染料吸附性能研究

3．1 仪器和药品

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验仪器

3．2 实验部分

3．2．1 新型三元酸与β-CD交联聚合物PCD-tri的合成

3．2．2 新型三元酸与β-CD交联聚合物PCD-tri的吸附性能研究

3．3 结果与讨论

3．3．1 Tri-acid与PCD-tri的合成

3．3．2 Tri-acid和PCD-tri(2)的表征

3．3．3 PCD-tri对BF和MB吸附性能研究

3．3．4 PCD-tri(2)吸附BF和MB动力学

3．3．5 吸附等温方程

3．3．6 吸附热力学参数

3．4 本章小结

4 二元酸与β-CD交联聚合物的合成及其对染料吸附性能研究

4．1 仪器和药品

4．2 实验部分

4．2．1 二元酸与β-CD交联聚合物PCD-di的合成

4．2．2 二元酸与β-CD交联聚合物PCD-di的吸附性能研究

4．3 结果与讨论

4．3．1 PCD-di(4)的合成

4．3．2 交联聚合物的表征

4．3．3 PCD-di(4)对BF和MB吸附性能研究

4．3．4 PCD-di(4)吸附BF和MB吸附动力学

4．3．5 吸附等温方程

4．3．6 吸附热力学参数

4．4 本章小结

5 新型三元酸与γ-CD交联聚合物P-γ-CD-tri的合成及其性能研究

5．1 仪器和药品

5．1．1 实验试剂

5．1．2 实验仪器

5．2 实验部分

5．2．1 新型三元酸与γ-CD交联聚合物P-γ-CD-tri的合成

5．2．2 新型三元酸与γ-CD交联聚合物P-γ-CD-tri的吸附性能研究

5．2 结果与讨论

5．3．1 P-γ-CD-tri的合成

5．3．2 交联聚合物的结构表征

5．3．3 P-γ-CD-tri的吸附性能研究

5．4 本章小结

6 结果与展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果