丙烯酸聚合物/PTFE复合纤维制备及其功能化研究

作     者：任梦如 

作者单位：天津工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐乃库;杨竹强

授予年度：2021年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物 聚四氟乙烯 湿法纺丝 Fenton催化剂 吸附剂 染料废水 

摘      要：为实现对染料废水的有效处理,本研究采用沉淀聚合法合成丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物,以稀氢氧化钠水溶液为溶剂,溶解共聚物制备纺丝液,将聚四氟乙烯(PTFE)乳液超声分散至上述纺丝液中,以稀硫酸为凝固浴,采用湿法纺丝技术纺制纤维。以该纤维为载体,采用简单浸渍法固定铁离子,固定铁离子的同时将赤藓糖醇作为交联剂引入纤维中,依次进行交联和烧结处理,以制备复合纤维催化剂。研究结果表明,交联结构的构建可有效提高纤维的耐水溶胀性,而PTFE组分又可显著提升纤维的疏水性,协同作用下可有效抑制铁离子的洗脱,赋予复合纤维非常稳定的催化过氧化氢氧化脱色亚甲基蓝(MB)的活性。在九次循环使用复合纤维脱色MB过程中,复合纤维均可在1 min内脱色MB,且脱色率不衰减,第九次使用时,复合纤维仍能使MB水溶液的TOC值从最初的18.3mg/L降至10.3 mg/L。除Fenton法外,吸附法亦被认为是一种非常有前景的染料废水处理方法,为赋予PTFE基纤维吸附染料的功能,以便在苛刻环境中应用PTFE纤维吸附处理染料,本研究首先制备Fe OOH溶胶,随后利用Fe OOH溶胶溶胀改性丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物/PTFE复合纤维,使其具有亲水位点,烧结制备疏松多孔状疏水纤维,赋予其吸附染料特性。研究结果表明,该纤维具有高孔隙、大比表面积,主要依靠范德华力作用吸附染料,吸附平衡时,纤维对MB的吸附量可达155 mg/g。在九次循环使用过程中,该纤维均可以在90 min内吸附去除90%的MB;除MB外,该纤维还具有吸附其他染料的能力,在循环使用该纤维吸附其他染料过程中,90 min内阳离子蓝或阳离子艳红的去除率亦可达90%。