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，應用成本顯著增加，將錳氧化物負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)對聚合物化學結構進行表征，采

3、用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)對纖維形貌進行觀察，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，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合作用將錳氧化物牢固地負載于纖維表面，催化雙氧水和臭氧氧化分解模型染料。結果表明，對于BMA與HEMA質量投料比為6∶4時所得實心纖維，后處理3h時，在210min內陽離子藍的去除效率為93.6％;對于BMA與HEMA質量投料比為6∶4時所得中空

4、纖維，后處理30min時，在90min內，陽離子藍的去除效率就達94.2％。由此可知，與實心纖維相比，中空纖維應用優(yōu)勢更為突出。
　　盡管如上所述，但BMA與HEMA質量投料比為6∶4時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，隨后將錳氧化物負載于中空纖維內外

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