半互穿海藻酸钠/聚丙烯酰胺凝胶吸附结晶紫动力学/热力学行为和吸/脱附机理

作     者：李志刚 张艺璇 张青松 马友伟 胡涛 白海会 刘鹏飞 王珂 张小勇 LI Zhigang ZHANG Yixuan ZHANG Qingsong MA Youwei HU Tao BAI Haihui LIU Pengfei WANG Ke ZHANG Xiaoyong

作者机构：天津工业大学材料科学与工程学院分离膜与膜过程国家重点实验室 天津工业大学纺织学院天津300387 天津工业大学计算机科学与软件学院天津300387 清华大学化学系北京100084 

出 版 物：《高等学校化学学报》 (Chemical Journal of Chinese Universities)

年 卷 期：2017年第38卷第11期

页      面：2118-2127页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 

基　　金：天津市应用基础与前沿技术研究计划项目(批准号:12JCQNJC01400,15JCYBJC18300) 天津市科技特派员项目(批准号:14JCTPJC00502,15JCPJC62200) 全国大学生创新创业训练计划项目(批准号:201510058005,201510058051)资助~~ 

主　　题：聚丙烯酰胺 海藻酸钠 结晶紫 水凝胶 吸附动力学 

摘      要：将含有大量—COO-的聚阴离子海藻酸钠(SA)引入聚丙烯酰胺(PAM)凝胶网络中,采用自由基溶液聚合法制备半互穿网络结构的SA/PAM水凝胶.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了SA/PAM水凝胶吸附结晶紫(CV)前后的孔洞形态和化学组成变化,采用多种模型研究了SA/PAM水凝胶对CV分子的吸附动力学和热力学行为,并探讨了脱附效率,提出了吸脱附机理.研究结果表明,SA的引入降低了孔径尺寸,增加了孔洞数量;SA/PAM-10凝胶对CV分子吸附量最大,达到13.5838 mg/g,符合伪一级吸附动力学模型,吸附速率受膜扩散和粒子内扩散过程共同影响;等温吸附过程符合Temkin和D-R模型,属于微孔多层吸附;热力学分析结果表明,吸附过程由熵驱动引起,非化学诱导因素影响所致;采用HCl进行脱附,最大脱附率高达94.18%,加入Na OH可实现SA/PAM水凝胶的可逆吸附;较高的吸附量主要源于SA分子链上的COO-与CV分子的—C N+—存在的静电作用,低pH值时由于—COO-和—NH2质子化导致与CV分子的静电斥力增大,脱附率随之增加.