聚二甲基硅氧烷多孔小球的制备及对有机溶剂和油的吸附研究

【摘要】近年来，水污染事件频发，生产事故、水污染长期积累等引发的污染事件对社会经济以及生态环境构成严重的威胁。有机溶剂因其在环境中难降解，可累积富集，严重损害人类健康。针对水中有机溶剂污染问题，常规物理工艺难以将水面溶剂处理完全，化学方法将造成二次污染问题，生物处理法属于环境友好的处理方法，但却只能处理可被生物完全分解代谢的有机物，且耗时相对较长。吸附法对水溶液的处理是一种重要和成熟的技术，吸附树脂是近年来发展起来的一种新型有机吸附材料，吸附树脂吸附性能好，再生容易，有逐步取代活性炭的趋势，有越来越多的业内人士研究高效吸油树脂的合成与应用，以便高效、低成本回收水中的有机溶剂。本课题采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚体为组分A，正丁酯和月桂酸锡的混合物为组分B，制得的树脂其具有极强的亲油性、化学及热稳定性、机械强度好、易从水中分离等优良性能，可作为高效吸油材料处理含有机溶剂废水。本课题采用添加四氯化碳与正辛烷混合液作为致孔剂的方法，制备得到可漂浮于水面的PDMS多孔小球。通过热重、孔结构、扫描电镜等方法对聚合物进行了表征。考察该小球对于不同有机溶剂的吸油特点以及最大吸油率。结果表明：(1)PDMS多孔小球最佳合成条件为：质量比A：B为31左右，致孔剂为四氯化碳与正辛烷1:1混合液4mL，聚合时间40min，反应温度70℃，搅拌速度80r/min，分散剂选用浓度为0.05g/mL的明胶溶液。(2)表征结果得出，不溶于常见酸碱及有机溶剂，具有热稳定性，在451℃以下基本稳定；从扫描电镜分析看出PDMS多孔小球内部大量孔结构，此种结构有利于吸附质快速进入到孔隙内部，提高吸油率。闭孔的存在增大了保油率。(3)PDMS多孔小球对不同溶剂根据其溶解度参数相似程度具有选择吸附性，最大吸油率为正庚烷2.55g/g。通过动力学分析，吸附动力学符合伪二级动力学方程。经多次重复吸油试验证明该材料可以多次循环使用，且不影响吸油率。(4)有机溶剂水溶液吸附实验，PDMS小球对溶剂的去除率在70%左右。温度，pH，吸附剂量对PDMS多孔小球的吸油率影响较小，初始浓度的影响较大。(5)穿透实验中填充高度对穿透曲线的影响较大，高度为11cm时穿透时间为130min左右。
【作者】雷小梅；
【导师】李宁；
【作者基本信息】重庆工商大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】PDMS多孔小球；有机溶剂；吸附；

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