活潑亞甲基類超支化甲醛捕獲劑的合成及應(yīng)用.pdf

1、隨著國內(nèi)環(huán)保工作的不斷推進，國家對揮發(fā)性有機物(VOCs)的治理日益重視，甲醛作為VOCs的一種，已被列為致癌物質(zhì)。目前常用的甲醛治理方法有：物理吸附、化學(xué)治理、生物技術(shù)、臭氧氧化以及光催化技術(shù)等方法。其中，化學(xué)治理法是一種高效且簡單易行的方法。本研究以端羥基超支化聚合物為原料，對其進行改性制備活潑亞甲基類超支化甲醛捕獲劑，并將其用于皮革復(fù)鞣及主鞣工序中，以降低成革中游離甲醛含量。
　　首先，以端羥基超支化聚合物(HBP）為原料，

2、采用乙酰乙酸乙酯(EAA)對其進行改性，制備活潑亞甲基類超支化甲醛捕獲劑（HAMP），并通過傅里葉紅外光譜（FT-IR）、核磁共振氫譜（1H-NMR）、凝膠滲透色譜（GPC）、納米粒度表面電位分析儀、透射電子顯微鏡（TEM）等現(xiàn)代儀器分析方法對HAMP的分子結(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量、粒徑分布及形貌進行了分析表征。通過單因素實驗和正交實驗優(yōu)化得到最佳合成條件：反應(yīng)摩爾比n(HBP):n(EAA)為1:2.5，催化劑無水K2CO3用量為2.5％，

3、反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時間為4.5h。
　　其次，以甲醛溶液為處理對象，通過單因素實驗法分別研究了反應(yīng)溫度、HAMP用量、反應(yīng)時間、甲醛溶液初始濃度以及溶液pH對甲醛去除過程的影響，結(jié)果表明HAMP對甲醛的去除率隨著溫度、時間以及捕獲劑用量的增加而增加。最佳pH為堿性環(huán)境，最佳捕獲溫度為40℃；在最優(yōu)pH及溫度下，以20mL濃度為15μg/mL的甲醛溶液為研究對象，HAMP用量為0.12g時80min吸附即可達到平衡；HAMP對

4、甲醛溶液的吸附容量隨甲醛初始濃度的增加而增加，隨著HAMP用量的增加而減小。
　　以20mL濃度為15μg/mL的甲醛溶液為研究對象，對比研究了改性前后的端羥基超支化聚合物對甲醛的去除能力，結(jié)果表明HAMP對甲醛的去除能力比改性前提高了73.20%，吸附容量得到增加，甲醛去除效果顯著增強。
　　此外，研究了HAMP對甲醛溶液的吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)進行了研究，熱力學(xué)研究表明不同溫度下吸附甲醛等溫線既符合Langmuir方程，

5、又符合Freundlich方程，其中Freundlich方程擬合的相關(guān)性更高，由此說明HAMP對水體中的甲醛的吸附是以化學(xué)吸附為主，兼有物理吸附的多分子層吸附體系。動力學(xué)研究表明：二級動力學(xué)方程能更好地解釋此類捕獲劑吸附甲醛的過程。
　　以綿羊皮藍濕革為處理對象，將HAMP應(yīng)用于綿羊皮服裝革復(fù)鞣工藝，通過單因素實驗得到HAMP應(yīng)用的最佳工藝條件為：HAMP用量為4%，捕獲時間為1h，此時皮革中游離甲醛含量由371mg/kg降至60

6、mg/kg，甲醛去除率達到83.8%。加入HAMP的成革熱力學(xué)性能、成革穩(wěn)定性及表面粗糙度均增加，膠原纖維分散度增大。HAMP的加入使得皮革的物理機械性能發(fā)生改變，抗張強度降低了1.7%，撕裂強度降低了23.4%，柔軟度提高了7.1%。
　　以綿羊皮藍濕革為原料，在常規(guī)皮革復(fù)鞣工藝條件下進行單因素實驗，將端氨基超支化聚合物（NH2-HBP）與HAMP進行復(fù)配并應(yīng)用于復(fù)鞣工藝，得到其最佳捕獲工藝條件為：HAMP與NH2-HBP質(zhì)量比

7、m(HAMP):m(NH2-HBP)為1.5:1，捕獲劑用量為4%，捕獲時間為3h。此時皮革中游離甲醛含量低至31.32mg/kg，游離甲醛去除率達到89.95%。
　　將HAMP應(yīng)用于綿羊皮浸酸皮的主鞣工藝實驗，結(jié)果表明，當HAMP用量為4%，捕獲時間為2h時，醛鞣革中游離甲醛含量由2073mg/kg降至787mg/kg，甲醛去除率達到62.03%，坯革抗張強略微提高，撕裂強度提高了18.9%；有機膦鞣革中游離甲醛含量由488m