开关型Pickering乳液对废水中苯胺及4-MP的提取

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Pickering乳液是一种由固体颗粒稳定的乳液,现已应用于包封液体酸/碱催化剂构建级联反应系统,Pickering乳液聚合法制备细菌印迹聚合物,以及多孔泡沫材料及模拟天然抗原等领域,但是以功能性微粒制备的开关型Pickering应用于有机废水处理方面的研究甚少,本论文基于光敏性与磁性颗粒制备的两种开关型Pickering乳液的稳定性、乳化性能、稳定/破乳机理、刺激响应性等方面进行了系统的研究,并将二者引入外水相中构建光敏性或磁性Pickering乳状液膜(PELM)系统,并分别应用于针对苯胺和4-甲氧基苯酚溶质的提取,为有机废水处理的应用提供一定的理论依据与技术支持。(1)在光敏性Pickering乳液的制备方面,以十二烷基三氯硅烷接枝于合成的Ti O2颗粒表面,通过UV光对其催化降解导致其表面长链硅烷降解为短链,致使其表面侵润性发生变化,经三相接触角测试表明其润湿性由140.39°转为107.95°,将其作为乳化剂和石油醚混为油相,与稀释的盐酸溶液形成Pickering乳液,将光敏性乳液缓慢引入含有苯胺的外水相中构建PELM系统。实验结果表明,在s-Ti O2浓度为2%wt、1:1油水比、制乳速率15000rpm、乳化时间2min、HCl浓度0.6mol/L、1:10乳水比、200rpm搅拌速率、外水相p H值为8条件下,针对1000mg/L苯胺浓度的外水相,在20min内获得最佳提取率83.73%。(2)基于芥酸改性的纳米Fe3O4颗粒,其三相接触经测试为109.5°,分别利用SEM、FT-IR、XRD,TGA表征其形貌、表面性质与回用性。以磁性颗粒与绿色无污染的菜籽油以及TBP载体的混合物作为油相,与内水相Na OH溶液稳定W/O型Pickering乳液,通过显微镜与宏观静置图分析,考察了颗粒浓度、油水比、制乳速率与时间、Na OH浓度等主要因素对乳液的稳定性、乳化性能以及4-MP提取率的影响。经逐一筛选后选出构建该PELM系统的最佳适宜运行条件,即2.5wt%颗粒浓度、2:1油水比、0.5mol/L的Na OH浓度、15000rpm制乳速率、5min乳化时间、1:5乳水比、250rpm搅拌速率、30%TBP浓度、外水相p H值为1,针对4-MP浓度为750mg/L的外水相,在5min内获得最佳提取率85.52%。随后考察了油相与颗粒的可循环性,发现以回用4次的油相协同颗粒构建的PELM系统,在10min内的提取率可达到76.02%,展现了良好的可循环性。
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