纤维素基球形多孔气凝胶的制备及吸附性能

基于生物质功能材料的研究是当前处理环境污染的热点之一。本研究以自然界储量最丰富的纤维素为基材,通过反相悬浮交联技术制备纤维素(CE)/羧甲基纤维素(CMC)球形多孔气凝胶,并以制备的气凝胶作为吸附剂处理染料废水;用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)技术对其进行表征;在研究吸附剂的吸附性能时,考察了吸附时间、p H、染料初始浓度、吸附剂用量对染料去除率的影响。研究结果表明:吸附动力学符合准二级动力学模型,平衡吸附等温线与Langmuir吸附等温方程拟合;吸附剂对亚甲基蓝(MB)的最大吸附量为312.5 mg/g,吸附过程是放热和自发进行的。

pH响应性纤维素基气凝胶的制备及吸附再生性能

近几年生物质材料的应用越来越广泛,而纤维素基复合材料的研究也已成为研究者们热门研究的课题。本研究通过将纤维素(CE)与海藻酸钠(SA)复合,以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,成功制备具有pH响应性的CE/SA复合气凝胶;扫描电镜(SEM)观察显示该复合气凝胶具有很好的多孔结构,红外光谱(FT-IR)表征表明纤维素和海藻酸钠交联成功;该复合气凝胶对亚甲基蓝(MB)的吸附具有很好的pH响应性;当pH值从3.0增加到9.0时,其对MB的去除率从46.04%增加到98.57%;该复合气凝胶具有很好的吸附再生性能,循环吸附10次,对MB的去除率仍保持在95%以上。综上所述,CE/SA复合气凝胶对水中MB的吸附效果显著,能够应用于水中染料污染物废水处理。

纤维素/壳聚糖复合气凝胶的制备及其对Cu(Ⅱ)吸附的研究

本文以Na OH/Urea/H2O为溶剂,通过溶胶-凝胶和冷冻干燥制备纤维素/壳聚糖复合气凝胶,并研究其对Cu(Ⅱ)的吸附性能。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究复合气凝胶的形貌和结构,结果表明:纤维素和壳聚糖具有较好的相容性,复合气凝胶内部存在大量多孔片层结构。通过吸附动力学和吸附热力学研究,结果表明:复合气凝胶对Cu(Ⅱ)吸附动力学符合拟二级动力学模型,属于化学吸附;吸附等温线符合Langmuir方程,为单分子层吸附,由Langmuir模型拟合复合气凝胶对Cu(Ⅱ)吸附的饱和吸附容量可达到172.12 mg/g。

超亲水纤维素/环糊精基聚电解质刷复合气凝胶的制备及对乳化油分离研究

现代工业生产中会出现大量油滴粒径微小、能够在水体中稳定且长期存在的乳化油,其难以被破乳分离,对土壤、水体有严重危害。本文通过反相悬浮法制备β-环糊精(β-CD)微球,利用原子转移自由基聚合(ATRP)的方法在β-环糊精微球上接枝阳离子聚合物刷聚[甲基丙烯酸(N,N-二甲氨基)乙酯](PDMAEMA),再将纤维素与环糊精基聚电解质刷进行复合制备具有超亲水性/水下超疏油的纤维素/环糊精基聚电解质刷(CE/β-CD-g-PDMAEMA)复合气凝胶。以水包油(O/W)型吐温80(Tween 80)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)乳化油为研究对象,考察了环糊精基聚电解质刷的添加量对乳化油分离效果的影响,实验结果表明:当环糊精基聚电解质刷添加量为5%时,对乳化油的分离效率高达98%,乳化油分离粒径由1μm降至50 nm以下。CE/β-CD-g-PDMAEMA复合气凝胶的制备工艺简单,分离效率高,对于乳化油的破乳分离具有潜在的工业应用价值。