涤纶离子交换织物的制备及其吸附理论与性能的研究

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涤纶是世界产量最大,应用最广的合成纤维品种,目前涤纶占世界合成纤维产量的60%以上。对涤纶织物进行改性整理,使其具有多种功能从而扩大其应用范围。采用化学方法将p-环糊精与多元羧酸整理到涤纶织物表面,使其具有离子交换的功能。实验发现,β-环糊精与多元羧酸的聚合反应产物固着在了涤纶织物表面。其中有一部分多元羧酸的羧基没有参与反应,从而使织物具有离子交换功能。充分利用了涤纶织物优异的耐热和化学稳定性,制备出一种具有比表面积大,吸附量较高,再生性能好,制备工艺简单,使用方便等特点的新型离子交换织物。具体研究了将p-环糊精与多元羧酸(PCA)整理到涤纶织物上的工艺,探讨了p-CD浓度、PCA浓度、焙烘温度、焙烘时间、催化剂浓度对织物增重率和其离子交换容量的影响。并通过正交实验确定出最佳整理工艺。结果表明柠檬酸(CA)作为交联剂的最佳工艺为:β-CD浓度为100g/L,CA浓度为100g/L,焙烘温度为180℃,焙烘时间20min,催化剂浓度为30g/L;BTCA作为交联剂的最佳工艺为:p-CD浓度为100g/LBTCA浓度为100g/L,焙烘温度为170℃,焙烘时间20min,催化剂浓度为30g/L。研究了离子交换织物对水溶液中Cu2+和Ni2+的静态吸附性能。考察了pH值、温度、起始离子浓度和织物增重率对其吸附性能的影响。又以H2SO4溶液对吸附饱和后的织物进行解吸,研究织物的再生和重复使用性能。对织物的吸附理论进行初步探讨,以Langmuir和Freudlich方程对织物的吸附等温线进行拟合,探讨了吸附过程的规律。并研究了织物对Cu2+和Ni2+吸附过程的动力学和热力学。实验表明织物对Cu2+和Ni2+的吸附是一个吸热过程,高温有利于吸附的进行,而且吸附是自发进行的。通过织物对两种离子的吸附动力学研究发现,吸附过程可以用二级速率方程进行描述。
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