温敏性水凝胶对镧离子选择性吸附和富集回收
发布时间：2023-05-25 04:13
稀土金属元素作为一种重要的战略资源,在现代高科技领域中的应用日益增加,致使全球需求不断增长;另一方面,稀土金属离子在自然界中的累积会降低土地肥力、影响植物生长发育,对动物及人的骨骼、神经造成不可逆转的毒害作用。因此,开发设计针对稀土金属离子分离、回收的新技术显得尤为重要。论文以N-异丙基丙烯酰胺、顺丁烯二酸为聚合单体,添加氧化石墨烯,分别通过冷冻聚合法和非冷冻聚合法制备得到温敏性水凝胶。探究了制备方法、单体配比及氧化石墨烯含量对水凝胶形貌与内部结构、溶胀/退溶胀性能、体积相转变温度、机械性能的影响。冷冻聚合法水凝胶内部孔径具有明显的大小孔层次结构,非冷冻聚合法水凝胶内部孔径较小;非冷冻聚合法平衡溶胀比更高,但冷冻聚合法水凝胶有更快的溶胀速率,约为非冷冻聚合法水凝胶的10倍,二者退溶胀速率差别则不大;冷冻聚合法水凝胶具有更优异的机械性能,且水凝胶中氧化石墨烯含量越高,水凝胶的机械性能越好。对于氧化石墨烯含量为1.01 mg/g的冷冻聚合水凝胶,其压缩弹性模量为4.07kPa,足以支撑其进行至少五次溶胀/退溶胀循环且没有明显的破损,非冷冻聚合水凝胶压缩弹性模量仅为2.93kPa,在第三次溶...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 前言
2 文献综述
2.1 稀土金属
2.1.1 稀土金属的应用
2.1.2 稀土金属污染现状及危害
2.1.3 稀土金属的回收处理
2.2 水凝胶
2.2.1 水凝胶定义
2.2.2 水凝胶的分类
2.2.3 水凝胶制备方法
2.3 水凝胶对稀土金属吸附
2.3.1 高分子水凝胶类
2.3.2 复合水凝胶类
2.3.3 离子印迹水凝胶吸附剂
2.4 课题的提出
3 温敏性水凝胶制备及溶胀性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 温敏性水凝胶的制备
3.2.3 温敏性水凝胶的表征
3.3 温敏性水凝胶形貌与内部结构分析
3.3.1 聚合方法对水凝胶内部形貌影响
3.3.2 单体配比对水凝胶内部结构影响
3.3.3 聚合方法对水凝胶内部孔径影响
3.4 温敏性水凝胶化学组成分析
3.5 温敏性水凝胶体积相转变温度研究
3.5.1 差示扫描量热法
3.5.2 平衡溶胀比法
3.6 温敏性水凝胶溶胀/退溶胀动力学分析
3.6.1 聚合方法对水凝胶溶胀性能的影响
3.6.2 单体配比对水凝胶溶胀性能的影响
3.7 温敏性水凝胶压缩性能
3.7.1 制备方法对温敏性水凝胶压缩性能的影响
3.7.2 GO含量对水凝胶压缩性能的影响
3.8 本章小结
4 温敏性水凝胶对镧离子的吸附/脱附性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 温敏性水凝胶的制备
4.2.3 温敏性水凝胶对镧离子吸附和富集
4.2.4 温敏性水凝胶吸附镧离子后的脱附能力
4.2.5 温敏性水凝胶对镧离子吸附/脱附的循环能力
4.3 镧离子浓度的测定
4.4 温敏性水凝胶吸附能力
4.4.1 单体配比对水凝胶平衡吸附量的影响
4.4.2 pH值对温敏性水凝胶平衡吸附量的影响
4.4.3 初始镧离子浓度对温敏性水凝胶平衡吸附量的影响
4.4.4 吸附时间对温敏性水凝胶吸附量的影响
4.4.5 镧离子富集能力分析
4.5 温敏性水凝胶脱附能力
4.6 温敏性水凝胶循环再生能力
4.7 吸附La3+前后水凝胶内部结构和表面元素分析
4.7.1 内部结构比较
4.7.2 表面元素分析
4.8 本章小结
5 温敏性水凝胶对多种金属离子的选择吸附性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂与仪器
5.2.2 温敏性水凝胶的制备
5.2.3 温敏性水凝胶性能表征
5.2.4 温敏性水凝胶吸附选择性
5.3 温敏性水凝胶溶胀性能
5.4 温敏性水凝胶体积相转变
5.5 温敏性水凝胶对镧离子吸附选择性
5.5.1 非印记水凝胶对镧离子吸附选择性
5.5.2 印记水凝胶对镧离子吸附选择性
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 创新与不足之处
参考文献
作者简介
本文编号：3822910
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
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致谢
摘要
ABSTRACT
1 前言
2 文献综述
2.1 稀土金属
2.1.1 稀土金属的应用
2.1.2 稀土金属污染现状及危害
2.1.3 稀土金属的回收处理
2.2 水凝胶
2.2.1 水凝胶定义
2.2.2 水凝胶的分类
2.2.3 水凝胶制备方法
2.3 水凝胶对稀土金属吸附
2.3.1 高分子水凝胶类
2.3.2 复合水凝胶类
2.3.3 离子印迹水凝胶吸附剂
2.4 课题的提出
3 温敏性水凝胶制备及溶胀性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 温敏性水凝胶的制备
3.2.3 温敏性水凝胶的表征
3.3 温敏性水凝胶形貌与内部结构分析
3.3.1 聚合方法对水凝胶内部形貌影响
3.3.2 单体配比对水凝胶内部结构影响
3.3.3 聚合方法对水凝胶内部孔径影响
3.4 温敏性水凝胶化学组成分析
3.5 温敏性水凝胶体积相转变温度研究
3.5.1 差示扫描量热法
3.5.2 平衡溶胀比法
3.6 温敏性水凝胶溶胀/退溶胀动力学分析
3.6.1 聚合方法对水凝胶溶胀性能的影响
3.6.2 单体配比对水凝胶溶胀性能的影响
3.7 温敏性水凝胶压缩性能
3.7.1 制备方法对温敏性水凝胶压缩性能的影响
3.7.2 GO含量对水凝胶压缩性能的影响
3.8 本章小结
4 温敏性水凝胶对镧离子的吸附/脱附性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 温敏性水凝胶的制备
4.2.3 温敏性水凝胶对镧离子吸附和富集
4.2.4 温敏性水凝胶吸附镧离子后的脱附能力
4.2.5 温敏性水凝胶对镧离子吸附/脱附的循环能力
4.3 镧离子浓度的测定
4.4 温敏性水凝胶吸附能力
4.4.1 单体配比对水凝胶平衡吸附量的影响
4.4.2 pH值对温敏性水凝胶平衡吸附量的影响
4.4.3 初始镧离子浓度对温敏性水凝胶平衡吸附量的影响
4.4.4 吸附时间对温敏性水凝胶吸附量的影响
4.4.5 镧离子富集能力分析
4.5 温敏性水凝胶脱附能力
4.6 温敏性水凝胶循环再生能力
4.7 吸附La3+前后水凝胶内部结构和表面元素分析
4.7.1 内部结构比较
4.7.2 表面元素分析
4.8 本章小结
5 温敏性水凝胶对多种金属离子的选择吸附性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂与仪器
5.2.2 温敏性水凝胶的制备
5.2.3 温敏性水凝胶性能表征
5.2.4 温敏性水凝胶吸附选择性
5.3 温敏性水凝胶溶胀性能
5.4 温敏性水凝胶体积相转变
5.5 温敏性水凝胶对镧离子吸附选择性
5.5.1 非印记水凝胶对镧离子吸附选择性
5.5.2 印记水凝胶对镧离子吸附选择性
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 创新与不足之处
参考文献
作者简介
本文编号：3822910
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