半互穿海藻酸钠/聚丙烯酰胺凝胶吸附结晶紫动力学/热力学行为和吸/脱附机理

• 作者: 刘鹏飞 张小勇 张艺璇 张青松 李志刚 王珂 白海会 胡涛 马友伟
• 来源期刊: 高等学校化学学报
• 学科: 化学
• 关键词: 聚丙烯酰胺 海藻酸钠 结晶紫 水凝胶 吸附动力学
• 年，卷（期）: 2017,（11）
• 所属期刊栏目: 高分子化学
• 页码范围: 2118-2127
• 页数: 10页
• 分类号: O631|TQ319
• 字数: 7406字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7503/cjcu20170101

摘要

将含有大量—COO-的聚阴离子海藻酸钠(SA)引入聚丙烯酰胺(PAM)凝胶网络中,采用自由基溶液聚合法制备半互穿网络结构的SA/PAM水凝胶.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了SA/PAM水凝胶吸附结晶紫(CV)前后的孔洞形态和化学组成变化,采用多种模型研究了SA/PAM水凝胶对CV分子的吸附动力学和热力学行为,并探讨了脱附效率,提出了吸脱附机理.研究结果表明,SA的引入降低了孔径尺寸,增加了孔洞数量;SA/PAM-10凝胶对CV分子吸附量最大,达到13.5838 mg/g,符合伪一级吸附动力学模型,吸附速率受膜扩散和粒子内扩散过程共同影响;等温吸附过程符合Temkin和D-R模型,属于微孔多层吸附;热力学分析结果表明,吸附过程由熵驱动引起,非化学诱导因素影响所致;采用HCl进行脱附,最大脱附率高达94.18%,加入NaOH可实现SA/PAM水凝胶的可逆吸附;较高的吸附量主要源于SA分子链上的COO-与CV分子的—C N+—存在的静电作用,低pH值时由于—COO-和—NH2质子化导致与CV分子的静电斥力增大,脱附率随之增加.