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偶氮基微孔聚合物合成及其吸附应用开题报告

 2020-05-20 20:09:12  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

一、引言

进入21世纪以来,随着科技的进步和工业的发展,人们对生活水平的要求不断提高,对自然界和环境的破坏越来越严重。近年来,与染料相关的工业发展十分迅速,而且所涉及的领域也十分广泛,包括纺织、皮革、食品、化妆、涂层、造纸、印染和染料工业生产等行业[1],这些工业产生的含有有机染料的污水是环境污染的主要来源之一,由于废水色度高、有机物含量高、可生化性差,难降解等特点,排放包含染料的废水到河流中,即使浓度很低也会降低水体的透光度,影响水生植物的光合作用,从而破坏水中生态平衡导致环境问题[2]。另外,染料废水会影响水生生物种群的繁殖趋势,导致生态失调[3]。研究表明,许多染料具有致畸、致癌、突变的”三致”作用。它们虽然在水体中含量很低,但却易溶解于生物有机相,在生物体内高度富集,并通过食物链最终进入人体危及人类健康[4]。我国对染料的需求和消耗量十分庞大,年产量占世界总产量的45 %,位居世界第一[5]。目前,我国染料产量已经达到115万吨,600多种,而且这些染料在朝着高质量(抗光解,抗氧化,抗生化降解)方向发展,据调查统计资料显示生产量比较大的染料包括分散染料、活性染料、硫化染料、还原染料和酸性染料,这些染料又可以细分成不同的类别。比如还原染料按化学结构又可以分为靛类和蒽醌类染料;分散染料品种类型有偶氮类、蒽醌类和杂环类等。废水中的有机染料具有结构复杂、成分混杂、色度高、难以生物降解和化学分解等特性,如果排放前不经过适当的处理,则会进一步扩大污染,从而使治理的难度和成本显著增加,因此,染料工业废水的净化处理已经刻不容缓[6]。现在用于有机染料去除的技术主要包括吸附、化学混凝、氧化和膜分离。其中,吸附法相对于其它方法有很大优势,低成本、简便、有效、ph适用范围广、物理化学性质稳定。因此,近年来吸附法在有机染料的去除应用上引起了广泛关注。

二、吸附法和吸附剂

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、研究内容

1.检索国内外相关文献和专著,了解微孔聚合物的研究进展,初步选定原料及反应条件,制定实验初步方案。

2.合成偶氮基微孔聚合物,通过改变实验条件来调控孔径、孔结构,增大孔体积,进而提高多孔材料对有机染料的吸附性能。

3.测试偶氮基微孔聚合物对有机染料亚甲基蓝、罗丹明B、甲基橙和中性红的吸附性能,研究PH对吸附能力的影响及材料的循环利用性能。

二、实验方案

1.通过4-硝基苯甲醛与硝基苯在吡咯和乳酸提供的酸性环境下进行反应从而得到四 (4-硝基苯基)卟啉,为后续反应提供原材料。

图1 制备(4-硝基苯基)卟啉

2.选取四(4-硝基苯基)卟啉和对苯二胺作为反应物,采用一步法合成微孔聚合物。

图2 合成偶氮基微孔聚合物

3. 对所得材料进行红外光谱,核磁共振,扫描电镜以及孔结构的表征。

4. 测试该材料对有机染料亚甲基蓝、罗丹明B、甲基橙和中性红的吸附性能,研究染料初始浓度、PH等条件对吸附能力的影响及材料的循环利用性能

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