聚酰胺—胺改性PVDF膜的制備及銅離子吸附研究
發(fā)布時間:2021-03-02 21:24
聚酰胺-胺(PAMAM)是一種表面具有大量氨基、分子結構高度幾何對稱、分子內部具有空腔的樹枝狀聚合物,能夠通過化學和物理作用共同吸附重金屬離子。聚偏氟乙烯(PVDF)具有耐高溫、耐化學腐蝕、強韌性和抗沖擊性能優(yōu)異等特性,被廣泛的應用于水處理領域。本文以PAMAM為吸附劑,PVDF為載體,研究了PAMAM自身對銅離子(Cu2+)的吸附機理以及分別通過共混和表面接枝的方式將PAMAM添加到PVDF膜中,制備具有吸附Cu2+能力的復合分離膜。通過邁克爾加成法和酰胺化反應,合成PAMAM,其結構完整,粒徑大小均勻。研究表明,PAMAM吸附Cu2+,首先發(fā)生的是化學吸附,即當Cu2+靠近PAMAM時,Cu2+與伯胺和叔胺發(fā)生[Cu(NH2)2(NR)2]2+配位,最外圍的叔胺配位完成后,剩余的伯胺與最外圍的酰胺發(fā)生[Cu(NH2)2(CONH)2]2+配位,其后內部的叔胺和酰胺依次與Cu2+發(fā)生[Cu(NR2)2(CONH)2]2+配位。當繼續(xù)增加Cu2+的濃度時,溶液中會出現絮狀沉淀,此時發(fā)生[Cu(NH2)4]2+配位。同時,存在PAMAM內部空腔對Cu2+的捕獲。通過共混的方式,將PAMA...
【文章來源】:天津工業(yè)大學天津市
【文章頁數】:95 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2樹狀大分子的結構示意圖[4()]??-t40]??
Figure?1-7?The?formation?scheme?of?functionalized?membranes'681??輻照接枝改性法是通過高能射線輻射,在膜骨架上產生活性位點,進而引發(fā)??膜表面單體聚合[@。這種方法既能夠在膜表面進行也能夠在膜內部發(fā)生,還可??以控制接枝率,同時由于反應是由射線引發(fā)的,即無需加入引發(fā)劑,因此輻照接??枝改性法是一種操作簡單,容易掌握的方法。??Zhu等[7()]以PVDF膜和功能化聚丙烯(PP)或PP-g-SA-HEA無紡布為載體??制備了一種新型雙層復合膜,其具有過濾和吸附低濃度內分泌干擾化合物(EDC)??和雙酚A?(BPA)的功能。首先使用紫外輻射接枝聚合法將丙烯酸硬脂酯(SA)??和丙烯酸羥乙酯(HEA)接枝到原始PP非織造織物上,然后通過相轉化將所得??的官能化PP無紡布用PVDF涂覆,從而得到新型雙層復合膜。與單層PVDF膜??相比,雙層復合膜的過濾性能不受影響,此外,可以通過去離子水-乙醇溶液洗??滌來回收用過的膜。Sawanya等[71]將聚丙烯酸(PAA)通過等離子體接枝到PVDF??膜表面,以引入官能團與氧化鋅(ZnO)發(fā)生自組裝粘結。結果表明,通過ZnO??的自組裝,極大地提高了膜的親水性,在ZnO添加量為0.50%時達到最高的水??
complexed?with?Cu2+;?(d)?G4.0?PAMAM?complexed?with?Cu2+??因此研宄使用濃度為0.002?mol/L的硫酸銅溶液但添加量不同的情況下,各??代PAMAM吸收曲線與顏色變化,如圖2-5所示?梢钥闯霎敶嬖冢校粒停粒蜁r,??溶液的最大吸收波長顯著紫移,這是由于PAMAM內具有含N的配位基團,其??配位場強大于水中的0,使得Cu2+優(yōu)先與N配位,增大了?d軌道的分裂能[82]。??由于隨著配位場的增強,d軌遒的分裂能增大,導致吸收峰的波長變短。從??圖中可以看出當Cu2+添加量最小時,各代的最大吸收波長都是相對與其他Cu2+??與PAMAM的摩爾比(n?(Cu2+)?/n?(PAMAM))都是最小的,可以得出結論此??時的分裂能最大。己知基團與Cu2+的配位能力有以下排序:-NH2?>?-NR2?>??-CONH-?>H20,此時Cu2+含量相對較小,故除與最外層的兩個伯胺配位外,還??與最外層的兩個叔胺配位,形成平面四邊形配合物,如圖2-6中complex?1A所??示
【參考文獻】:
期刊論文
[1]植物-微生物協同修復土壤重金屬污染研究進展[J]. 王鵬,張迪,李家東. 廣東化工. 2017(08)
[2]化學法處理電鍍廢水的研究進展[J]. 王文琪. 電鍍與環(huán)保. 2017(02)
[3]膜材料的親水性、膜表面對水的濕潤性和水接觸角的關系[J]. 祝振鑫. 膜科學與技術. 2014(02)
[4]聚乳酸/聚己內酯共混膜的制備及其性能[J]. 趙婧,楊慶. 膜科學與技術. 2013(04)
[5]PAMAM樹枝狀大分子的紫外及熒光性質研究[J]. 李亞鵬,趙義麗,宋艷濤,常鈺磊,劉林林. 光譜學與光譜分析. 2011(02)
[6]PVDF有機膜改性技術的研究進展[J]. 陳天放,梅凱,孫文全. 安徽化工. 2010(06)
[7]世界水資源的進展和展望[J]. 方子云,包放. 水電站設計. 2009(04)
[8]聚酰胺胺(PAMAM)樹狀分子的合成[J]. 章昌華,胡劍青,涂偉萍. 化工新型材料. 2005(10)
[9]扇形PAMAM樹枝狀高分子的合成與表征[J]. 王冰冰,羅宇飛,賈欣茹,龔泳梅,吉巖,楊嶺,危巖. 高分子學報. 2004(02)
[10]高壓脈沖電凝系統(tǒng)治理電鍍涂裝廢水[J]. 趙濟強. 材料保護. 2003(03)
博士論文
[1]抗生物污染超濾膜的制備及性能研究[D]. 高學理.中國海洋大學 2014
碩士論文
[1]PAMAM樹枝狀分子的合成及其表面活性研究[D]. 黃飛.北京化工大學 2004
本文編號:3059977
【文章來源】:天津工業(yè)大學天津市
【文章頁數】:95 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2樹狀大分子的結構示意圖[4()]??-t40]??
Figure?1-7?The?formation?scheme?of?functionalized?membranes'681??輻照接枝改性法是通過高能射線輻射,在膜骨架上產生活性位點,進而引發(fā)??膜表面單體聚合[@。這種方法既能夠在膜表面進行也能夠在膜內部發(fā)生,還可??以控制接枝率,同時由于反應是由射線引發(fā)的,即無需加入引發(fā)劑,因此輻照接??枝改性法是一種操作簡單,容易掌握的方法。??Zhu等[7()]以PVDF膜和功能化聚丙烯(PP)或PP-g-SA-HEA無紡布為載體??制備了一種新型雙層復合膜,其具有過濾和吸附低濃度內分泌干擾化合物(EDC)??和雙酚A?(BPA)的功能。首先使用紫外輻射接枝聚合法將丙烯酸硬脂酯(SA)??和丙烯酸羥乙酯(HEA)接枝到原始PP非織造織物上,然后通過相轉化將所得??的官能化PP無紡布用PVDF涂覆,從而得到新型雙層復合膜。與單層PVDF膜??相比,雙層復合膜的過濾性能不受影響,此外,可以通過去離子水-乙醇溶液洗??滌來回收用過的膜。Sawanya等[71]將聚丙烯酸(PAA)通過等離子體接枝到PVDF??膜表面,以引入官能團與氧化鋅(ZnO)發(fā)生自組裝粘結。結果表明,通過ZnO??的自組裝,極大地提高了膜的親水性,在ZnO添加量為0.50%時達到最高的水??
complexed?with?Cu2+;?(d)?G4.0?PAMAM?complexed?with?Cu2+??因此研宄使用濃度為0.002?mol/L的硫酸銅溶液但添加量不同的情況下,各??代PAMAM吸收曲線與顏色變化,如圖2-5所示?梢钥闯霎敶嬖冢校粒停粒蜁r,??溶液的最大吸收波長顯著紫移,這是由于PAMAM內具有含N的配位基團,其??配位場強大于水中的0,使得Cu2+優(yōu)先與N配位,增大了?d軌道的分裂能[82]。??由于隨著配位場的增強,d軌遒的分裂能增大,導致吸收峰的波長變短。從??圖中可以看出當Cu2+添加量最小時,各代的最大吸收波長都是相對與其他Cu2+??與PAMAM的摩爾比(n?(Cu2+)?/n?(PAMAM))都是最小的,可以得出結論此??時的分裂能最大。己知基團與Cu2+的配位能力有以下排序:-NH2?>?-NR2?>??-CONH-?>H20,此時Cu2+含量相對較小,故除與最外層的兩個伯胺配位外,還??與最外層的兩個叔胺配位,形成平面四邊形配合物,如圖2-6中complex?1A所??示
【參考文獻】:
期刊論文
[1]植物-微生物協同修復土壤重金屬污染研究進展[J]. 王鵬,張迪,李家東. 廣東化工. 2017(08)
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[4]聚乳酸/聚己內酯共混膜的制備及其性能[J]. 趙婧,楊慶. 膜科學與技術. 2013(04)
[5]PAMAM樹枝狀大分子的紫外及熒光性質研究[J]. 李亞鵬,趙義麗,宋艷濤,常鈺磊,劉林林. 光譜學與光譜分析. 2011(02)
[6]PVDF有機膜改性技術的研究進展[J]. 陳天放,梅凱,孫文全. 安徽化工. 2010(06)
[7]世界水資源的進展和展望[J]. 方子云,包放. 水電站設計. 2009(04)
[8]聚酰胺胺(PAMAM)樹狀分子的合成[J]. 章昌華,胡劍青,涂偉萍. 化工新型材料. 2005(10)
[9]扇形PAMAM樹枝狀高分子的合成與表征[J]. 王冰冰,羅宇飛,賈欣茹,龔泳梅,吉巖,楊嶺,危巖. 高分子學報. 2004(02)
[10]高壓脈沖電凝系統(tǒng)治理電鍍涂裝廢水[J]. 趙濟強. 材料保護. 2003(03)
博士論文
[1]抗生物污染超濾膜的制備及性能研究[D]. 高學理.中國海洋大學 2014
碩士論文
[1]PAMAM樹枝狀分子的合成及其表面活性研究[D]. 黃飛.北京化工大學 2004
本文編號:3059977
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