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聚四氟乙烯基离子交换纤维的制备及其应用研究

刘东  
【摘要】:离子交换纤维(IEF)是一类新型吸附与分离材料,具有有效比表面积较大、传质距离短等特点,加上能以纤维、布、无纺布等多种形式使用,开拓了许多新的技术工艺,被广泛应用于气体净化、环境保护、生物化工、湿法冶金等领域。 本文采用聚四氟乙烯(PTFE)纤维为基体,通过共辐照方法制得强酸性离子交换纤维和弱酸性离子交换纤维两种新型离子交换材料。重点研究了离子交换纤维对模拟阳离子染料印染废液的吸附脱色性能以及强酸性PTFE离子交换纤维在酯化反应中的催化性能,探讨了强酸性离子交换纤维做为固体酸催化剂对于合成双酚A反应的催化性能。 通过静态吸附实验和动态吸附实验及对比实验,研究了PTFE离子交换纤维材料在水溶液中对阳离子染料模拟印染废水的吸附脱色性能,讨论了不同条件对吸附脱色性能的影响,并对离子交换纤维的再生及再生后的脱色性能进行了研究。研究表明,该离子交换纤维可以快速吸附水中的阳离子染料,容易洗脱,且易于再生,可以重复使用。 研究了PTFE强酸性离子交换纤维材料在酯化反应中的催化性能。对低碳乙酸与正丁醇的酯化反应研究,测试了不同催化剂用量、不同接枝率和不同反应温度对纤维催化性能的影响,并进行了动力学分析,得到了反应的动力学常数和反应活化能;对高碳月桂酸与十六碳支链醇的酯化反应研究,测试了不同反应条件对纤维催化性能的影响,并进行动力学研究得到了反应的动力学常数和反应的活化能;并对两种纤维的重复使用性能进行了研究,表明PTFE离子交换纤维是一种性能良好的固体酸催化剂,且再生方法简单,重复使用性能良好。 同时探讨了PTFE强酸性离子交换纤维材料作为固体酸催化剂催化合成双酚A的可行性,虽然收率较低,但相比传统催化剂优点较多,有进一步研究开发的价值。


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