聚丙烯酸基polyHIPEs的辐射和氧化还原引发聚合制备及其吸附性能研究

利用γ射线辐射和氧化还原体系分别引发正相高内相乳液(oil-in-water high internal phase emulsions,O/W HIPE)聚合,制备了一种多孔的聚丙烯酸基(polymerized high internal phase emulsions,polyHIPEs).与用作水凝胶的普通干胶材料相比,该法制备出的polyHIPEs具有较高的孔隙率与较为规整的孔结构,而且通过调节HIPE的内相体积,可以获得具有不同孔隙大小的polyHIPEs材料.通过扫描电镜(scanning electronic microscope,SEM)观察,发现γ射线辐射聚合得到的polyHIPEs比氧化还原引发体系得到的具有更有序、更完整的多孔结构.对亚甲基蓝(methylene blue,MB)的吸附测试结果表明,相比化学法制备的样品,辐射法得到的polyHIPEs材料具有更快的吸附速率和更高的饱和吸附量,在250 mg/L亚甲基蓝溶液中,辐射聚合48 h(吸收剂量为151.2 kGy)的样品R-25-48每克可吸附高达1175.9 mg的亚甲基蓝;而辐射聚合8 h(吸收剂量为25.2 kGy)的样品R-25-8的饱和吸水率则高达近120倍.这意味着γ射线辐射聚合过程影响着材料的结构和性能.利用吸附等温线及动力学模型对γ射线辐射聚合制得的polyHIPEs材料的吸附实验结果进行拟合,发现吸附等温线拟合结果较为符合Langmuir模型,动力学拟合结果更符合拟二级动力学模型,这表明吸附机理为单分子层吸附,而吸附过程以化学吸附为主.