滸苔基水凝膠的研制及其在納米金屬制備和催化反應中的應用.pdf

1、本研究以藻類植物滸苔為基礎原料，丙烯酸為單體，在引發(fā)劑與交聯(lián)劑的作用下采用溶液聚合法合成了一種新型的滸苔基水凝膠，將其用于去除水環(huán)境中的Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)以及兩種金屬離子的金屬納米原位轉化，并應用于催化產(chǎn)氫和催化降解對硝基苯酚反應。以滸苔基水凝膠以及滸苔基水凝膠-納米金屬為基礎展開研究。
　　本研究主要內容包括：⑴以吸水能力為指標，選取丙烯酸與滸苔的質量比、丙烯酸的中和度、交聯(lián)劑與丙烯酸的質量比為自變量，應用三因素三水平的響應

2、曲面法得到制備該水凝膠的最優(yōu)條件。結果表明，滸苔基水凝膠的最優(yōu)合成條件為丙烯酸與滸苔的質量比為8.4，丙烯酸的中和度為54.3％，交聯(lián)劑與丙烯酸的質量比為0.33。⑵在最優(yōu)條件下批量合成滸苔基水凝膠，探究水凝膠粒徑、溶液鹽濃度、溶液pH值和溫度等因素對滸苔基水凝膠吸水能力的影響。結果表明，在水凝膠粒徑較?。?0-60目），低鹽濃度（去離子水），溶液pH值為5.0-6.0，較低溫度(20℃)等條件下吸水能力較強，吸水量為427g/g。⑶以

3、負載金屬離子的滸苔基水凝膠為原料進行納米金屬的制備，并作為催化劑用于催化硼氫化鈉產(chǎn)氫實驗。探究不同條件（催化劑的種類、催化劑的量、硼氫化鈉的初始濃度、反應溫度、催化劑儲存時間以及催化劑重復利用次數(shù)）對產(chǎn)氫速率的影響。結果表明，水凝膠-鎳的催化效率高于水凝膠-銅的催化效率;催化劑濃度增加或者硼氫化鈉濃度減少會提高催化效率;對于水凝膠-銅和水凝膠-鎳，它們的反應活化能分別為42.61kJmol-1和39.10kJmol-1，催化劑重復利用五

4、次以及儲存三十天后，兩種催化劑都能保持較高活性。⑷應用水凝膠-銅作為催化劑進行催化降解對硝基苯酚實驗。探究不同條件（催化劑的量、硼氫化鈉的初始濃度、反應溫度、催化劑儲存時間以及催化劑重復利用次數(shù)）對降解速率的影響。結果顯示，隨著催化劑的量、硼氫化鈉的初始濃度、反應溫度的增加，對硝基苯酚的降解速率逐漸增加，隨著重復利用次數(shù)和儲存天數(shù)的增加水凝膠-銅的催化效率逐漸降低，但仍能保持較高活性;水凝膠-銅的反應活化能分別為35.81kJmol-1