聚（甲基）丙烯酸酯基纖維狀材料制備及其催化H2O2-O3氧化分解染料性能研究.pdf

1、高級(jí)氧化法是一種處理染料廢水的有效方法，顆粒狀或粉末狀錳氧化物在高級(jí)氧化工藝中已被作為催化劑使用，但形態(tài)單一，使用后很難與水體直接分離，需要借助過濾或離心等手段，應(yīng)用成本顯著增加，將錳氧化物負(fù)載到纖維狀材料的表面，用于處理染料廢水，不僅解決了錳氧化物使用后難以從水體中分離出來的難題，而且還可以重復(fù)利用，顯著降低了成本。（甲基）丙烯酸酯類聚合物具有優(yōu)異的成纖性，其已被用于染料廢水處理，因此，將錳氧化物與（甲基）丙烯酸酯類聚合物纖維結(jié)合，有

2、望在染料廢水處理中發(fā)揮更為積極的作用。
　　本文以甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸β羥乙酯(HEMA)為單體，過氧化苯甲酰(BPO)為引發(fā)劑，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，采用溶液聚合法合成BMA與HEMA的共聚物(P(BMA-co-HEMA))溶液，以所得共聚物溶液為紡絲液，采用濕法紡絲法將所得共聚物紡制成實(shí)心和中空纖維，采用傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、核磁共振波譜儀(1H-NMR)對(duì)聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，采

3、用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)對(duì)纖維形貌進(jìn)行觀察，在堿性條件下，基于纖維表面羥基與高錳酸鉀之間的氧化還原反應(yīng)，即羥基被氧化成羧酸基，高錳酸鉀被還原成錳氧化物，并利用羧酸基與錳氧化物之間的絡(luò)合作用將錳氧化物牢固地負(fù)載于纖維表面，催化雙氧水和臭氧氧化分解模型染料。結(jié)果表明，對(duì)于BMA與HEMA質(zhì)量投料比為6∶4時(shí)所得實(shí)心纖維，后處理3h時(shí)，在210min內(nèi)陽(yáng)離子藍(lán)的去除效率為93.6％;對(duì)于BMA與HEMA質(zhì)量投料比為6∶4時(shí)所得中空

4、纖維，后處理30min時(shí)，在90min內(nèi)，陽(yáng)離子藍(lán)的去除效率就達(dá)94.2％。由此可知，與實(shí)心纖維相比，中空纖維應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更為突出。
　　盡管如上所述，但BMA與HEMA質(zhì)量投料比為6∶4時(shí)所得中空纖維柔韌性較差，為改善中空纖維的柔韌性，采用溶液聚合法合成了丙烯酸丁酯(BA)與甲基丙烯酸β羥乙酯共聚物(P(BA-co-HEMA))溶液，并將其引入紡絲液，制得了兼具優(yōu)異中空保形性和柔韌性的雙成分中空纖維，隨后將錳氧化物負(fù)載于中空纖維內(nèi)外

5、表面，對(duì)纖維表面形貌、錳氧化物類型與組成、纖維適用性、重復(fù)使用性及催化機(jī)理等進(jìn)行研究。結(jié)果表明，聚合時(shí)間為2.5h，P(BMA-co-HEMA)與P(BA-co-HEMA)溶液體積比為85∶15，后處理時(shí)間為30min，在10ml濃度為20mg/l的陽(yáng)離子藍(lán)溶液中加入0.5mlH2O2，通入60sO3時(shí)，在90min內(nèi)陽(yáng)離子藍(lán)去除效率可高達(dá)95.1％;除陽(yáng)離子藍(lán)染料外，上述體系對(duì)多種染料均具有較好的催化氧化分解效果;在不同應(yīng)用模式下，中