聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）水凝膠在污水處理中的應(yīng)用研究

【摘要】：本研究以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)為單體,K2S2O8為引發(fā)劑,N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑,采用水溶液聚合法合成P(AA-co-AM)水凝膠,并考察P(AA-co-AM)水凝膠的溶脹性能和吸附性能,主要包括以下四方面內(nèi)容:第一,通過正交試驗優(yōu)化P(AA-co-AM)水凝膠的制備工藝。應(yīng)用SEM、XPS和FTIR等方法,表征P(AA-co-AM)水凝膠的物理和化學(xué)特性。第二,通過丙烯酸/丙烯酰胺單體配比、丙烯酸中和度、引發(fā)劑用量和交聯(lián)劑用量四方面影響因素,考察水凝膠的合成條件對P(AA-co-AM)水凝膠吸附性能的影響;通過水凝膠合成條件、水溶液溫度、p H值、溶脹時間、Na+濃度、重金屬離子溶液和染料溶液濃度,考察P(AA-co-AM)水凝膠的溶脹性能。第三,研究水凝膠的粒徑、吸附溫度、p H值、干擾離子、競爭吸附和重金屬離子(Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+)的初始濃度對P(AA-co-AM)水凝膠吸附性能的影響;探討P(AA-co-AM)水凝膠對重金屬離子的吸附等溫線、吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)行為;考察重金屬離子在P(AA-co-AM)水凝膠上的解析再生。第四,研究水凝膠的粒徑、吸附溫度、p H值、離子強度和染料溶液(ST、CV、MB、MG)的初始濃度對P(AA-co-AM)水凝膠吸附性能的影響;探討P(AA-co-AM)水凝膠對染料的吸附等溫線、吸附動力學(xué);測定染料經(jīng)P(AA-co-AM)水凝膠吸附前后水質(zhì)指標(biāo)COD、TOC和TN的變化;考察解析溶液濃度,解析時間、溫度和次數(shù)對染料在P(AA-co-AM)水凝膠上解析再生效果的影響。 【關(guān)鍵詞】：丙烯酸 丙烯酰胺 水凝膠 重金屬離子 染料 吸附
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 內(nèi)容提要4-9
• 第一章 緒論9-45
• 1.1 重金屬污染概述9-22
• 1.1.1 重金屬的來源與危害9-13
• 1.1.2 我國土壤與水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀13-22
• 1.2 染料廢水污染22-25
• 1.2.1 染料廢水的來源與特點22-23
• 1.2.2 染料廢水的危害及我國污染現(xiàn)狀23-25
• 1.3 重金屬廢水和染料廢水處理技術(shù)25-30
• 1.3.1 物理法26-27
• 1.3.2 化學(xué)法27-29
• 1.3.3 生物法29-30
• 1.4 水凝膠30-43
• 1.4.1 水凝膠的定義及分類30-31
• 1.4.2 水凝膠的制備方法31-34
• 1.4.3 水凝膠的應(yīng)用34-38
• 1.4.4 水凝膠處理重金屬離子廢水和染料廢水的應(yīng)用現(xiàn)狀38-43
• 1.5 本論文的選題思路和主要研究內(nèi)容43-45
• 第二章 水凝膠的制備與表征分析45-59
• 2.1 引言45
• 2.2 實驗部分45-48
• 2.2.1 實驗儀器與試劑45-46
• 2.2.2 P(AA-co-AM)水凝膠的制備46-47
• 2.2.3 分析方法47-48
• 2.3 結(jié)果與討論48-58
• 2.3.1 P(AA-co-AM)水凝膠的FTIR分析48-49
• 2.3.2 P(AA-co-AM)水凝膠的宏觀形貌49-51
• 2.3.3 P(AA-co-AM)水凝膠的SEM分析51-54
• 2.3.4 P(AA-co-AM)水凝膠的XPS分析54-58
• 2.4 本章小結(jié)58-59
• 第三章 水凝膠的吸附機制與溶脹性能研究59-83
• 3.1 引言59
• 3.2 實驗部分59-62
• 3.2.1 實驗儀器與試劑59-60
• 3.2.2 P(AA-co-AM)水凝膠的制備60
• 3.2.3 P(AA-co-AM)水凝膠的吸附量測定60-61
• 3.2.4 P(AA-co-AM)水凝膠的溶脹性能評價61-62
• 3.3 結(jié)果與討論62-82
• 3.3.1 P(AA-co-AM)水凝膠的合成條件對吸附量的影響62-69
• 3.3.2 P(AA-co-AM)水凝膠的溶脹性能評價69-82
• 3.4 本章小結(jié)82-83
• 第四章 水凝膠對重金屬離子的吸附性能研究83-115
• 4.1 引言83
• 4.2 實驗部分83-88
• 4.2.1 實驗儀器與試劑83-84
• 4.2.2 P(AA-co-AM)水凝膠共聚正交試驗84-85
• 4.2.3 P(AA-co-AM)水凝膠的吸附性能85
• 4.2.4 P(AA-co-AM)水凝膠的吸附行為85-86
• 4.2.5 P(AA-co-AM)水凝膠對重金屬離子的競爭吸附86-87
• 4.2.6 重金屬離子在P(AA-co-AM)水凝膠上的脫附再生87-88
• 4.3 結(jié)果與討論88-113
• 4.3.1 丙烯酸和丙烯酰胺共聚正交試驗結(jié)果88-91
• 4.3.2 P(AA-co-AM)水凝膠粒徑的大小對吸附效果的影響91-92
• 4.3.3 溶液pH值對P(AA-co-AM)水凝膠吸附性能的影響92-93
• 4.3.4 環(huán)境溫度對P(AA-co-AM)水凝膠吸附性能的影響93-94
• 4.3.5 干擾離子對P(AA-co-AM)水凝膠吸附性能的影響94-97
• 4.3.6 P(AA-co-AM)水凝膠對重金屬離子的吸附動力學(xué)97-103
• 4.3.7 P(AA-co-AM)水凝膠對重金屬離子的吸附等溫線103-107
• 4.3.8 P(AA-co-AM)水凝膠對重金屬離子的熱力學(xué)參數(shù)分析107-108
• 4.3.9 P(AA-co-AM)水凝膠對重金屬離子的競爭吸附108-110
• 4.3.10 重金屬離子在P(AA-co-AM)水凝膠上的脫附再生110-113
• 4.4 本章小結(jié)113-115
• 第五章 水凝膠對染料的吸附性能研究115-145
• 5.1 引言115-116
• 5.2 實驗部分116-120
• 5.2.1 實驗儀器與試劑116-117
• 5.2.2 P(AA-co-AM)水凝膠共聚正交試驗117-118
• 5.2.3 P(AA-co-AM)水凝膠的吸附性能118
• 5.2.4 P(AA-co-AM)水凝膠對染料的吸附動力學(xué)和吸附等溫線118-119
• 5.2.5 染料在P(AA-co-AM)水凝膠上的脫附再生119
• 5.2.6 吸附反應(yīng)前后四種染料水質(zhì)指標(biāo)的測定119-120
• 5.3 結(jié)果與討論120-144
• 5.3.1 丙烯酸和丙烯酰胺共聚正交試驗結(jié)果120-123
• 5.3.2 P(AA-co-AM)水凝膠粒徑的大小對吸附效果的影響123-124
• 5.3.3 溶液pH值對P(AA-co-AM)水凝膠吸附性能的影響124-125
• 5.3.4 環(huán)境溫度對P(AA-co-AM)水凝膠吸附性能的影響125-126
• 5.3.5 離子強度對P(AA-co-AM)水凝膠吸附性能的影響126-128
• 5.3.6 P(AA-co-AM)水凝膠對染料的吸附動力學(xué)128-134
• 5.3.7 P(AA-co-AM)水凝膠對染料的吸附等溫線134-138
• 5.3.8 染料在P(AA-co-AM)水凝膠上的脫附再生138-142
• 5.3.9 染料吸附反應(yīng)前后水質(zhì)指標(biāo)的測定142-144
• 5.4 本章小結(jié)144-145
• 第六章 結(jié)論與建議145-149
• 6.1 結(jié)論145-147
• 6.2 創(chuàng)新點147
• 6.3 建議147-149
• 參考文獻149-169
• 博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文169-170
• 作者簡介170-171
• 致謝171-172
• 中文摘要172-174
• ABSTRACT174-175

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