海绵负载型有机溶剂吸收剂的制备及性能研究

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随着我国医药化工行业的快速发展,各类挥发性有机化合物的排放量随之增加,如青霉素生产中大量排放的含醋酸丁酯废液,如不加以回收处理会造成严重的环境污染问题,传统的无机吸收材料如活性炭存在着再生困难、后处理不便等问题,有机合成吸收材料吸收后体积大幅度膨胀易造成堵塞,影响后续使用。因此,为了更好地回收处理水中少量的有机溶剂,本文设计制备出了一种海绵负载型有机溶剂吸收剂,对水中有机溶剂吸收倍率较高、回收性能好、价格低廉且能在实际工业应用中连续使用。本文首先采用乳液聚合法制备了乳液型吸油树脂并对其工艺进行优化,得到最优配方为:单体质量配比为m(BA):m(St):m(MMA):m(AA):m(GMA)= 64:24:10:1:1,交联剂EGDMA为0.75%(占单体总质量),引发剂KPS为0.6%,乳化剂选用SDS:OP-10=3:1复配,且乳化剂用量为3%,该工艺配方下反应过程稳定,制得的合成树脂对醋酸丁酯的吸收倍率为10.35 g/g。接着以聚氨酯海绵为骨架材料,用二异氰酸酯对聚氨酯海绵进行表面活化引入异氰酸根官能团,然后进行胺基化改性,再通过胺基与环氧基之间的反应在聚氨酯海绵和乳液型吸油树脂之间形成化学键复合,制得化学结构稳定的海绵负载型有机溶剂吸收剂,复合过程中的最优工艺是:浸渍乳液的时间为1.5 h,次数为2次,高温后处理温度为100℃,此时聚氨酯海绵表面包覆的乳液型吸油树脂的量适当,吸收剂对醋酸丁酯的吸收性能较好,且重复使用8次回收率基本保持在97%以上,吸收剂的重复使用性能优良。吸收剂的红外光谱分析、表面形貌和热稳定性分析表明:乳液型吸油树脂很好地包覆在聚氨酯海绵的表面,且吸收剂的热稳定性良好。最后,对海绵负载型有机溶剂吸收剂的吸收性能作了综合考察,发现吸收剂对水溶液中微量醋酸丁酯有良好的油水选择性,保油率高。当醋酸丁酯初始浓度为5 g/L,恒流泵流速为0.5 mL/min,装柱高度为500 mm时,吸收剂对水溶液中微量醋酸丁酯的动态吸收去除率最高可达98.68%。吸收剂在动态吸收装置中循环使用8次,吸收剂对于水溶液中微量醋酸丁酯的动态吸收去除率基本稳定在98%~99%,吸收剂吸收后仍具备一定的机械强度和柔韧性,说明所制备的吸收剂重复使用性能优良,可以运用于工业废液的连续处理。
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