發(fā)布時間：2020-03-19 08:15

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)和人口數(shù)量的快速增長,水污染問題日益加劇,對人類健康構(gòu)成了重大威脅。世界衛(wèi)生組織調(diào)查報告指出,發(fā)展中國家中,人們所患80%的疾病與水污染有關(guān)。因此,從污水中快速去除有害物質(zhì)對于人類健康和環(huán)境保護(hù)是十分必要的。水污染物中,油類等有機(jī)物、染料、重金屬等污染最為常見,危害廣泛。目前,在諸多處理水污染的方式中,吸附材料因其易于加工、廉價、選擇性好、可重復(fù)使用和對環(huán)境無害等優(yōu)勢而成為了一種應(yīng)用最廣泛的清理污染的方式。有機(jī)硅材料具有無毒、生理惰性、難燃、耐高低溫、耐候、耐老化、電絕緣、耐臭氧等許多獨特性能,已廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電氣、輕工、化工、建筑、紡織、機(jī)械制造、醫(yī)療衛(wèi)生、日用化工等國民經(jīng)濟(jì)部門中。功能性有機(jī)硅材料因其官能團(tuán)所具有的特殊性能,除了具備有機(jī)硅材料的普遍優(yōu)勢外,還有很多特殊用途。其中,有機(jī)硅材料在污水處理方面也具有很大的應(yīng)用潛力。巰基-雙鍵點擊反應(yīng)是點擊反應(yīng)的一種,于室溫環(huán)境下即可發(fā)生,反應(yīng)條件溫和,速度快、產(chǎn)率高且副反應(yīng)少,立體選擇性高,反應(yīng)過程不需要貴金屬催化劑,原料來源十分廣泛。因此,已廣泛應(yīng)用于高分子合成的各個方面。相比于碳基材料,有機(jī)硅材料合成中的反應(yīng)種類較少,反應(yīng)條件要求較高,限制了新型有機(jī)硅材料的廣泛使用。將巰基-雙鍵點擊反應(yīng)應(yīng)用于功能性有機(jī)硅材料制備,對有機(jī)硅的發(fā)展具有重要的意義。本論文將通過疏基-雙鍵點擊反應(yīng)制備多種功能性有機(jī)硅材料,包括有機(jī)硅化合物、有機(jī)硅聚合物和有機(jī)硅網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并研究其性質(zhì)及其在油水分離、染料與重金屬離子吸附等方面的應(yīng)用,主要工作如下:1.首先通過簡便高效的巰基-雙鍵點擊反應(yīng),使官能化烯烴與巰丙基二甲氧基硅烷反應(yīng),定量獲得幾種官能化硅氧烷單體,隨后由這些單體聚合得到功能性聚硅氧烷。該兩步法反應(yīng)是合成功能性聚硅氧烷的新穎且有效的方法。此外,將得到的含有巰丙基和聚醚側(cè)鏈的接枝共聚物(PETH)成功地用于聚(苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯)三嵌段共聚物的親水改性�；赑ETH的藍(lán)色發(fā)光聚硅氧烷彈性體表現(xiàn)出良好的親水性,可用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。2.基于巰基-雙鍵點擊反應(yīng)制備了水溶性聚醚改性硅油,發(fā)現(xiàn)其具有非典型熒光發(fā)射現(xiàn)象�；趯嶒灲Y(jié)果,首次提出了一種新型的非典型發(fā)色團(tuán)S→Si相互作用,并通過理論計算和對比試驗等手段初步證明了其發(fā)光機(jī)理。該熒光是通過空間電荷轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的,S1Si相互作用使該過程更容易發(fā)生。此外,研究了該類化合物的熒光強(qiáng)度隨溫度,濃度和溶劑種類的變化規(guī)律。溫度下降,熒光強(qiáng)度增強(qiáng)。這種非典型發(fā)色團(tuán)還顯示出AIEE(聚集誘導(dǎo)的發(fā)光增強(qiáng))現(xiàn)象。PETH中的巰基和硫醚基團(tuán)可作用于Hg2+和Fe3+,破壞S1Si相互作用并使熒光淬滅。因此,將PETH用作水中Hg2+和Fe3+的熒光探針,檢測金屬離子濃度,且檢測限很低。3.通過巰基-雙鍵點擊反應(yīng)和簡單的后處理,合成了一種新型的有機(jī)硅吸油樹脂,用于處理廢油。該材料對多種油類均具有較高吸附能力,且吸附時間短,可重復(fù)使用性好,耐高低溫。此外,這種材料具有疏水親油性,可用于油/水分離。吸油率隨油類的極性不同而發(fā)生變化,我們首次將這種性質(zhì)用于油類的脫吸附。詳細(xì)研究了吸附動力學(xué)、熱力學(xué)和吸附機(jī)理,發(fā)現(xiàn)吸附過程分兩步進(jìn)行,吸附動力主要來自于材料與油品間的范德華作用力。4.首次在低溫條件下,通過巰基-雙鍵點擊反應(yīng)一鍋法合成了大孔有機(jī)硅海綿材料。該海綿具有高孔隙率,低密度,持久的高疏水性,超親油性,良好的隔熱性和優(yōu)異的可壓縮性(在93%應(yīng)變下應(yīng)力為11.01 MPa),另外,材料不易燃,穩(wěn)定性好,無毒。海綿的形態(tài),孔徑,密度和壓縮性質(zhì)可通過調(diào)節(jié)合成條件來控制。此外,海綿可用于快速油/水分離,具有良好的吸油能力,優(yōu)異的可重復(fù)使用性和分離效率(99%)。它在減震,緩沖和壓力傳感領(lǐng)域也具有良好的應(yīng)用潛力。5.通過兩步巰基-雙鍵點擊反應(yīng)合成了超雙親有機(jī)硅海綿。除了有機(jī)硅材料的優(yōu)點外,該形狀可控的海綿還具有高孔隙率,低密度,良好的可壓縮性,對水、油和水/油乳液優(yōu)異的吸附能力和可重復(fù)使用性。塊狀海綿可以從含有多種離子的溶液中選擇性地吸附Hg2+,吸附量和去除效率均比較高,且不受溶液pH值影響,表明應(yīng)用范圍廣泛。該海綿還能快速高效地吸附陽離子染料。此外,該海綿可作為濾芯,Hg2+和染料溶液經(jīng)過過濾處理之后,濾液可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn);經(jīng)過簡單的洗滌過程后,濾芯可以重復(fù)使用,過濾效率幾乎保持不變。
【圖文】：

這種超疏水海綿在復(fù)雜環(huán)境下，表現(xiàn)出快速油水分離性能，因其成本低，逡逑制造工藝簡單，，可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。該研[偺岢雋艘恢滯ü慕ひ滴講牧俠村義現(xiàn)圃旄咝臀郊戀募蟣愕男路椒ǎㄍ跡保玻�。｀P常ǎ蒎義希沖危哄五五五澹忮澹歟錚錚五義稀鰣澹骸觶荊海海五澹歟澹睿潁義�？，鍌レ邋赢邋毳邋螽邋瀛暹冐辶x涎唬福埃義稀幸唬虧搿稉謝蠢邐＿邋？邋？逡逑一▲…… ．一—ｔｏｉｔ，ｅｎ＊邐p哄�？邋�0教＃邋褊逡逑灥—ｃｙ邋你邋ｈｅ邋娜ＩS妹

本文編號：2589967