膨润土高岭土聚丙烯酸钠复合高吸水树脂的合成及其性能研究.docx

膨润土高岭土聚丙烯酸钠复合高吸水树脂的合成及其性能研究
1.引言
高分子吸水材料是一种具有高度潜力的新型吸附材料，其可以广泛应用于水污染控制和水资源管理中。膨润土和高岭土是优良的天然吸附材料，而聚丙烯酸钠是一种水溶性高分子，其具有良好的水溶性和吸水性。将这些材料复合在一起可以得到高吸水性能的复合材料，具有很高的应用价值。本文研究了膨润土和高岭土作为吸附目标，聚丙烯酸钠作为聚合物基础，制备了复合高吸水树脂，分析了其吸附性能和结构特征。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
膨润土、高岭土、聚丙烯酸钠、TEMPO、碳酸钙和各种常规化学试剂。
2.2合成方法
将膨润土和高岭土用水洗涤并干燥。将聚丙烯酸钠分散在水中，调节pH值至9。将膨润土和高岭土添加到聚丙烯酸钠水溶液中，在搅拌的同时缓慢加入TEMPO和碳酸钙。继续搅拌并将其混合物置于室温下反应24小时。反应完成后，将混合物过滤并用乙醇洗涤，然后将其干燥以得到最终产物。
2.3表征方法
用FTIR对合成产物进行表征，用SEM对样品的形貌进行观察，并使用热重分析研究该复合物的热稳定性。吸附实验采用甲基橙为模型污染物，以评估复合物的吸附能力。
3.结果和讨论
3.1复合物的表征
FTIR谱图显示，复合物中有明显的聚丙烯酸钠特征峰，同时还有与膨润土和高岭土相应的峰。SEM图像显示了良好的分散和形貌，且未发现聚集体和堆积现象。热重分析结果表明，复合物的热稳定性较高，可应用于宽温度范围内的吸附操作。
3.2复合物的吸附性能
吸附实验表明，在不同的pH值下，复合物对甲基橙具有良好的吸附效果。随着pH值的增加，复合物的吸附量越来越高，说明复合物对带负电阳离子型甲基橙有较好的亲和力。此外，在一定范围内，复合物对甲基橙的吸附量与其投加量呈正比关系。复合物的重复使用实验表明，其吸附性能并没有明显的下降。
4.结论
本研究成功制备了膨润土高岭土聚丙烯酸钠复合高吸水树脂，并对其结构特征和吸附性能进行了研究。该复合物具有优异的吸附性能和热稳定性，在水污染控制和水资源管理中具有广阔的应用前景。