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凹凸棒（ATP）是具有層鏈狀結(jié)構(gòu)富含水鎂鋁硅酸鹽的粘土礦物，在自然界中具有成本低、比表面積大、來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn)，常被應(yīng)用于污水處理中。然而，ATP也有團(tuán)聚性、親水性、不可回收性等缺點(diǎn)。因此，本論文的研究目的是通過(guò)修飾改性ATP，以提高吸附材料的實(shí)際使用性。
本文通過(guò)環(huán)境友好型的冷凍干燥法制備多種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的ATP疏水材料，同時(shí)利用制孔劑，通過(guò)壓濾、燒結(jié)等過(guò)程制備 ATP多孔疏水膜。采用X射線衍射（XRD）、電鏡掃描（SEM）、比表面積測(cè)試（BET）、熱重分析（TGA）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、X-射線光電子能譜（XPS）、接觸角（CA）等方法對(duì)其進(jìn)行表征，并采用一系列的吸附實(shí)驗(yàn)進(jìn)行吸附性能研究。
1.采用溶液聚合法制備聚丙烯酰胺（PAM）、聚丙烯酸（PAA）/凹凸棒復(fù)合材料。通過(guò)聚二甲基硅氧烷（PDMS）氣相沉積法（CVD）制備出疏水材料：PAPM-1，PAPM，PAPA-1，PAPA。結(jié)果表明，當(dāng) ATP與丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）的質(zhì)量比分別為4:1和3:2時(shí)，凍干制備的 APM和APA具有良好的多孔性、分散性以及熱穩(wěn)定性且分別比對(duì)應(yīng)烘干的 APM-1和APA-1在比表面積、孔體積和平均孔徑上都有了明顯的提高；PAPM和PAPA對(duì)水接觸角分別為160.8o和155o，具有超疏水性；此外，吸附實(shí)驗(yàn)表明PAPM和PAPA的吸附性分別比對(duì)應(yīng)的PAPM-1和PAPA-1明顯增強(qiáng)，表明冷凍干燥技術(shù)有利于提高材料的吸附性能，同時(shí)PAPM和PAPA都具有循環(huán)利用性和選擇吸附性。
2.以聚乙二醇（PEG）為模板劑制備出ATP多孔材料AEG-1和AEG，經(jīng)聚偏二氟乙烯（PVDF）和PDMS改性制得疏水材料PAEG-1和PAEG。結(jié)果表明，凍干制備的AEG具有良好的多孔性、分散性以及熱穩(wěn)定性；PAEG對(duì)水接觸角為160.3o，具有超疏水和選擇吸附性且其吸附性比 PAEG-1強(qiáng)，表明冷凍干燥可以改善材料的吸附性能。
3.對(duì)三種凍干材料APM、APA和AEG的孔結(jié)構(gòu)和吸附性能進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)凍干多孔材料的比表面積越大、孔徑分布范圍越廣、改性后的疏水角越大，越有利于疏水材料對(duì)有機(jī)溶劑的吸附。
4.以NaCl為制孔劑制備出 ATP多孔分離膜 ATM，經(jīng) PDMS疏水改性制得疏水膜材料 PATM。結(jié)果表明，ATM具有介孔和大孔結(jié)構(gòu)；PATM對(duì)水接觸角為161o，具有超疏水性且酸堿性分析表明其還具有耐酸堿性；此外，PATM對(duì)油水分層溶液和油水乳液都具有優(yōu)良的分離特性。

    doi：
    10.7666/d.D711196
    關(guān)鍵詞：
    凹凸棒 冷凍干燥法 吸附性能 多孔疏水材料
    作者：
    王睿
    學(xué)位授予單位：
    蘭州理工大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    應(yīng)用化學(xué)
    導(dǎo)師姓名：
    梁衛(wèi)東 李安
    學(xué)位年度：
    2015
    語(yǔ)種：
    中文
    分類號(hào)：
    TQ424.2
    在線出版日期：
    2016年01月28日（萬(wàn)方平臺(tái)首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時(shí)間）