半互穿网络结构水凝胶吸附阴离子染料

凝胶材料与吸附作者：刘玉宋文琦杨卓澜申璐谭帅来源：《山东青年》2019年第03期摘要：从废水中有效去除染料分子、重金属离子等污染物对于保护公众健康和生态环境具有重要意义。

受益于凝胶吸附材料携带的丰富的基团，多孔结构和方便的操作，近年来水凝胶作为吸附材料广泛用于废水净化方面，具有优越的优势。

本文主要简述了吸附材料应用的环境背景，凝胶材料的结构与性质，以及新型凝胶材料在吸附分离中的一些应用。

一、引言造纸、制革、纺织、油墨、橡胶、食品等行业产生的含染料以及重金属离子废水是环境污染的重要来源。

大多数使用的合成染料具有复杂的芳香和离子结构，难以生物降解，具有潜在的毒性和致癌性[1]。

直接排放这些废水不仅会导致水色的增加，从而破坏生态平衡，还会直接或间接地通过食物链影响人类健康。

因此，从废水中有效去除染料以及重金属离子对于保护公众健康和生态环境具有重要意义。

目前，已经开发了许多方法用于处理废水中的染料和重金属离子，如吸附法，电化学法，光催化降解，生物处理，膜分离等。

吸附法一般被认为是最广泛应用的去除技术之一，因为它具有经济可行性，高效率和操作简便性。

吸附法的核心是吸附材料的设计与开发。

受益于凝胶吸附材料携带的丰富的基团，多孔结构和方便的操作，近年来水凝胶在吸附净化废水方面具有优越的优势。

然而，目前制备的水凝胶吸附剂仍面临着一些问题，如结合基团不足、力学性能差等问题，限制了水凝胶的实际应用。

因此，设计和制备具有良好吸附性能和力学性能的新型水凝胶吸附剂是当前研究的热点。

二、凝胶材料概述水凝胶是亲水聚合物的交联网络，能够保持大量的水，但在水中不会溶解，并保持其三维网络结构[2]，其在组织工程、传感、给药、和致动等领域有着广泛的研究。

根据其独特的结构，用于制造水凝胶的亲水性聚合物需要在物理上和/或化学上交联，以防止其溶解。

水凝胶通常被认为是生物相容性材料，因为其高含水量和柔软的性质使其类似于天然的细胞外基质。

此外，它们的多孔结构，以及它们的含水量，是非常适合于容纳大量水溶性化合物的特性，如作为具有治疗活性的蛋白质和多肽或其他客体分子的输送系统（微粒、乳剂等）。

阴离子染料的吸附机理1.引言1.1 概述概述部分的内容：引言部分给读者提供了对整篇文章的基本了解，同时概述了阴离子染料的吸附机理这个主题的重要性。

在本部分，我们将进一步介绍本文的结构和目的。

本文旨在探讨阴离子染料的吸附机理，深入研究阴离子染料与吸附材料之间的相互作用以及吸附过程的动力学和热力学性质。

通过对吸附机理的研究，我们可以更好地理解阴离子染料在不同材料上的吸附行为，为阴离子染料的合成和应用提供科学依据。

为了实现这一目的，本文将分为三个主要部分：引言、正文和结论。

首先，在引言部分，我们将介绍阴离子染料的定义和应用，以及目前对于阴离子染料吸附机理的研究现状。

接着，在正文部分，我们将详细阐述目前已知的吸附机理，包括吸附过程中的各种相互作用力和影响因素。

最后，在结论部分，我们将对阴离子染料的吸附机理进行总结，并提出未来研究的方向和意义。

通过本文的阅读，读者将能够全面了解阴离子染料的吸附机理，并且对该领域的研究有更深入的认识。

相信本文的工作将为相关领域的研究人员提供参考和启示，推动阴离子染料研究在环境保护、化学工业等领域的应用和发展。

1.2文章结构文章结构部分内容可以包括以下几个方面：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述和探讨阴离子染料的吸附机理：第一部分：引言1.1 概述：介绍阴离子染料的定义和应用领域，以及其在环境治理和工业生产中的重要性。

1.2 文章结构：简要介绍本文的章节安排和主要内容，为读者提供一个整体的框架。

第二部分：正文2.1 阴离子染料的定义和应用：详细介绍阴离子染料的基本概念、分类和常见的应用领域，包括纺织、皮革、印染、纸浆和废水处理等。

2.2 阴离子染料的吸附机理研究现状：综述当前关于阴离子染料吸附机理的研究进展，包括吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学以及吸附机理的分析方法等。

第三部分：结论3.1 阴离子染料的吸附机理总结：总结和归纳前述部分对阴离子染料吸附机理的研究结果和理论分析，深入探讨相关机制和影响因素。

天然桃胶深加工产品研究现状摘要：天然桃胶深加工产品的研究比较复杂，主要分为六大方向：美容产品深加工、食品深加工、保健产品深加工、医学医药方面深加工、科技应用方面深加工以及天然桃胶自身组成成分深度研究加工。

今后的研究要充分合理地应用天然桃胶现在已知的作用，努力探究天然桃胶的潜在作用并加以开发，积极推动天然桃胶产品的深加工。

关键词：天然桃胶；深加工；研究现状1 引言桃胶是蔷薇科植物桃或山桃等树皮中分泌出来的树脂，它是桃树自然分泌或在外力作用下产生伤口而分泌的。

比较黏稠的液体通过太阳晒蒸发，产生固体颗粒桃胶，干的桃胶呈结晶石状很硬，形似琥珀。

桃胶具有足够的水溶性和适当的黏度，用清水浸泡后泡发变软。

天然桃胶的主要组成为半乳糖、鼠李糖、α-葡萄糖醛酸等。

桃胶为多糖类天然胶桃胶产品，可用于制药制剂，印刷，彩色铅笔芯，陶瓷贴花，焰火，美术颜料，粉末冶金，磁性材料，化妆品，食品加工及轻工业包装等多个领域。

在食品行业中，桃胶产品已广泛用于制药制剂饮料，胶囊型香料，香精，果汁，啤酒，乳制品，巧克力，泡泡糖等产品。

桃胶是天然的乳化剂，增稠剂，悬浮剂，胶粘剂，成膜剂，上光剂，稳定剂。

天然桃胶具有清血降脂，缓解压力和抗皱嫩肤的功效，广受追捧。

2 天然桃胶深加工研究方向天然桃胶深加工产品研究的现状比较复杂，主要分为以下几大方向：美容产品深加工；食品深加工；保健产品深加工；医学医药方面深加工；科技应用方面深加工；桃胶自身组成成分深度研究加工等。

2.1 美容产品深加工天然桃胶在美容产品深加工方向主要是研究保湿面膜。

桃胶里面多糖提取物的吸湿和保湿性能都非常的好［1］，应用在保湿面膜里面是非常实用的。

天然桃胶和皂夹豆胶组合在一起制成面膜，舒缓嫩肤与保湿效果更好［2］，保湿程度可以达到78.63%。

同比市场上其他的保湿面膜而言，其保湿效率更高，具有优势，市场前景非常可观。

进一步推广加工天然桃胶制成的保湿面膜，进行工业化绿色的生产，打造出一个非常具有特色的天然桃胶美容保湿面膜产品。

第27卷第2期高分子材料科学与工程Vol.27,No.2 2011年2月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGF eb.2011PNIPAAm/CMC 半互穿网络水凝胶的合成及性质于跃芹,李延顺,祝纯静,刘玲秀(青岛科技大学化学与分子工程学院,生态化工教育部重点实验室,山东青岛266042)摘要:以N 马来酰化壳聚糖为交联剂,N 异丙基丙烯酰胺(N IPAAm )为单体,羧甲基纤维素钠(CM C)为半互穿材料,在水溶液中通过自由基聚合制备了PNI PAAm/CM C 半互穿网络水凝胶。

所合成的水凝胶的低临界溶解温度(L CS T )在33 左右,CM C 的加入对水凝胶的L CST 无显著影响,但随着CM C 用量的增加,水凝胶的温度敏感性会逐渐减弱。

25 时水凝胶的溶胀速率和饱和溶胀度均随CM C 用量增大而增大。

溶胀介质的离子强度对水凝胶的溶胀性能有显著影响,在浓度高于0 05g/mL(离子强度0 854mol/L )的N aCl 溶液中水凝胶的饱和溶胀度明显下降。

关键词:PN IPAA m/CM C 水凝胶;半互穿网络;温敏性;溶胀中图分类号:T Q 316.6 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2011)02 0013 03收稿日期:2009 12 14基金项目:山东省自然科学基金资助项目(Y2006B10);青岛市科技计划基础研究项目(09 1 3 33 JCH)资助通讯联系人:于跃芹,主要从事生物高分子材料制备及研究, E mail:qustyu@智能水凝胶是一类受外界环境微小的物理和化学刺激(如温度、pH 值、离子强度等)而其自身性质发生明显变化的水凝胶。

聚N 异丙基丙烯酰胺(PN I PAAm)是典型的温度敏感性水凝胶,在32 附近能够发生可逆的、不连续的体积相转变,这一温度被称为低临界溶解温度(LCST )[1~4]。

互穿聚合物网络(IPN)技术是改善水凝胶应用性能的一种方法。

·548·离子交换与吸附, 2004, 20(6): 548 ~ 554ION EXCHANGE AND ADSORPTION文章编号: 1001-5493(2004)06-0548-07AAm/AAc水凝胶对碱性藏花红染料的吸附特性研究*张安兄 程为庄**同济大学材料学院, 上海 200092摘要：以丙烯酰胺 (AAm)、丙烯酸 (AAc) 合成了单体配比分别为1/2、1/1、2/1的AAm/AAc水凝胶，采用分光光度计法研究了此水凝胶对水溶性单价阳离子染料碱性藏花红的吸附特性。

测定了它们的吸附动力学曲线和吸附等温线；探讨了水凝胶单体组成对该染料吸附性能的影响；并且用静电场理论解释了解吸后水凝胶更优的再吸附特性。

研究表明，AAm/AAc水凝胶可作为染料污水处理中一种良好的吸附剂。

关键词：水凝胶; 聚(丙烯酰胺/丙烯酸); 碱性藏花红; 吸附; 解吸中图分类号：O647.3 文献标识码：A1 前言水凝胶 (hydrogels)[1,2] 是一种交联网状的亲水性聚合物或共聚物，可以吸收大量的水分直至溶胀平衡而结构无消溶。

聚合物水凝胶具有各种独特的性质如亲水性、弹性、溶胀收缩性和大包容性等等，正是这种特性使水凝胶在实际应用中存在广泛的可行性，水凝胶的合成和应用越来越重要[3~6]。

随着各种染料被广泛的使用，染料污水污染现在已成为世界上的主要环境问题之一。

这些很难生物降解的染料难免给人们赖以生存的环境，甚至是人类自己带来不良的影响。

为了使污水达到排放标准，满足一定色度要求，工业中[7]已采用了电解法、物理-化学三级处理等方法；另外也使用一些吸附剂[8~13]如活性炭、稻草、硅藻土等，但用它们处理染料污水特别是使其工业化仍存在一定的难度。

近几年来，一些研究工作[14]集中在使用高度聚合的超溶胀性水凝胶作为吸附剂将染料从污水中除去。

对于该分离来说，水凝胶优于上述的工业方法和其它吸附剂，它具有耐久性、循环使用性、实际应用性等优点，从而更具有研究和应用价值。

水凝胶在环境污染治理中的应用杨莉;朱杨志;张旭;李锋;李豪【摘要】水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子材料,能在水中显著溶胀、保持其原有结构和性能的同时,对外界刺激作出响应,广泛应用于很多领域.主要综述了水凝胶在环境污染治理中的应用现状,并对其未来的发展进行了简要展望.%Hydrogel was a kind of polymer materials with three-dimensional network structure, which can maintain its original structure after swelling in water, and respond to foreign stimulates, which was widely used in many areas. The mainly review its application status of hydrogel in environmental pollution control. Meanwhile the future development was briefly prospected.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2013(042)002【总页数】3页(P367-369)【关键词】水凝胶;环境污染;应用【作者】杨莉;朱杨志;张旭;李锋;李豪【作者单位】长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054;长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054;长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054;长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054;长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】X506随着现代工业的发展，当今社会面临着资源日益枯竭，环境人为破坏等诸多严峻威胁。

在环境污染治理的探索中，新型材料的开发已成为一种有益的尝试，并逐渐发展为环境工程研究的热点。

壳聚糖类水凝胶的制备及其作为吸附材料的应用研究进展狄莹莹;任鹏刚;陶斐【摘要】壳聚糖是一种天然生物材料,其来源广泛,但是由于壳聚糖吸水溶胀所导致的在湿环境下机械性能差、容易降解等问题极大地限制了壳聚糖材料的应用.通过物理交联和化学交联等方式将壳聚糖制备成水凝胶可以有效提高壳聚糖的利用率,同时能扩大水凝胶的应用范围.该文对壳聚糖复合水凝胶的制备方法及其在吸附方面的应用进行了总结,并对目前国内外的研究进展进行了分析和讨论,最后展望了壳聚糖复合水凝胶后期的研究重点和方向.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】10页(P74-83)【关键词】水凝胶;壳聚糖;壳聚糖基复合水凝胶【作者】狄莹莹;任鹏刚;陶斐【作者单位】陕西工业职业技术学院机械工程学院,陕西咸阳712000;西安理工大学印刷包装与数字媒体学院,陕西西安710048;西安理工大学印刷包装与数字媒体学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TQ323.4高分子水凝胶是以水作为分散介质，具有三维网络结构的高分子聚合物，可以吸收大量的水分溶胀，并且溶胀达到平衡后还能保持其原有结构不被溶解[1]。

由于其良好的溶胀性能及吸附性，高分子水凝胶在生物材料及废水处理之中，有着极其广阔的应用前景。

甲壳素是一种来源比较广泛的生物质材料，其产量仅低于纤维素。

甲壳素在浓氢氧化钠水溶液中可以脱去乙酰基从而得到壳聚糖[2]，壳聚糖(Chitosan，CS)中带有游离的氨基，分子结构式如图1所示，是目前发现的唯一一种天然碱性多糖。

CS来源广泛，价廉易得，且具有良好的生物相容性、生物降解性和抗菌性等特性，是制备水凝胶的理想材料[3]。

由其所制备的水凝胶具有很强的吸湿、保湿性能，同时还能提供一定的吸附性，可广泛应用于医药、工业领域，是目前研究和应用最为广泛的一类天然高分子水凝胶。

图1 壳聚糖的分子结构式Fig.1 Molecular structure of chitosan1 CS类水凝胶的制备制备CS类水凝胶的方法有物理交联法、化学交联法、酶交联法、互穿聚合物网络交联法等，其中使用最多的方法是物理交联法、化学交联法和酶交联法。

PVA/PAM/TM 水凝胶的制备及其对染料和氨氮废水的吸附性能冯霞1，2，袁敬敬1，2，赵义平1，2，陈莉1，2（1.天津工业大学材料科学与工程学院，天津300387；2.天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津300387）摘要：为解决酸性品红染料和氨氮对水资源污染的问题，将绿色环保的无机矿物电气石（TM ）粒子通过共混的方式加入到聚乙烯醇（PVA ）/聚丙烯酰胺（PAM ）水凝胶中，制备了一系列PVA/PAM/TM 水凝胶，并探究了TM含量对PVA/PAM 水凝胶去除染料和氨氮废水以及净化水质性能的影响。

结果表明：与PVA/PAM 水凝胶相比，负载TM 质量分数为2.0%时，水凝胶的水接触角从60.6毅降低到41.9毅，拉伸强度从1.01MPa 增加到1.05MPa ，说明在PVA/PAM 水凝胶中掺入电气石可以提高水凝胶的亲水性和力学性能；并且发现P-TM 2.0%水凝胶具有66.90%的酸性品红染料去除效率和72.91%的氨氮废水去除效率；同时，PVA/PAM/TM 水凝胶中的TM 与水接触时，也能改善水质，净化水体，水体的pH 值和电导率分别从5.95、2.38滋S/cm 提升到7.04和10.03滋S/cm 。

关键词：聚乙烯醇/聚乙烯酰胺；电气石；水凝胶；酸性品红；氨氮废水；染料废水；水质净化中图分类号：TQ028.8；X791文献标志码：A 文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园21）园6原园园14原08收稿日期：2021-02-28基金项目：天津市自然科学基金资助项目（18JCYBJC18100）通信作者：冯霞（1976—），女，博士，教授，主要研究方向为功能膜材料的开发及应用、膜材料结构控制与改性。

E-mail ：********************.cnPreparation of PVA/PAM/TM hydrogels and their adsorption properties fordyes and ammonia -nitrogen wastewaterFENG Xia 1，2，YUAN Jing-jing 1，2，ZHAO Yi-ping 1，2，CHEN Li 1，2（1.School of Material Science and Engineering ，Tiangong University ，Tianjin 300387，China ；2.State Key Laboratory of Separation Membranes and Membrane Processes ，Tiangong University ，Tianjin 300387，China ）Abstract ：In order to solve the problem of water pollution caused by acid fuchsin dye and ammonia nitrogen袁green and en鄄vironmentally friendly inorganic mineral tourmaline渊TM冤particles were added to the PVA/PAM hydrogel by blending袁and a series of PVA/PAM/TM hydrogels were prepared.Besides袁the effects of tourmaline content onthe removal of dye and ammonia nitrogen wastewater and water purification performance of PVA/PAM hydrogels were systematically explored.The results showed that袁compared with PVA/PAM hydrogel袁when the mass frac鄄tion of loaded tourmaline was 2.0%袁the contact angle of the PVA/PAM/TM hydrogels decreased from 60.6毅to 41.9毅and the tensile strength increased from 1.01MPa to 1.50MPa袁which indicated that the mechanical prop鄄erties and hydrophilicity of hydrogels were improved by blending tourmaline into PVA/PAM hydrogels.It was also found that P -TM 2.0%hydrogel had 66.90%removal efficiency of acid fuchsin and 72.91%removal efficiency ofammonia nitrogen wastewater.At the same time袁when the tourmaline in PVA/PAM/TM hydrogel contacted with water袁it could also improve the water quality and purify the water bodies.The pH value and conductivity of water bodies were increased from 5.95袁2.38滋S/cm to 7.04and 10.03滋S/cm袁respectively.Key words ：PVA/PAM曰tourmaline 渊TM冤曰hydrogel曰acid fuchsin曰ammonia nitrogen wastewater曰dye wastewater曰waterpurificationDOI ：10.3969/j.issn.1671-024x.2021.06.003第40卷第6期圆园21年12月Vol.40No.6December 2021天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕GONG 哉晕陨灾耘砸杂陨栽再. All Rights Reserved.第6期随着世界人口的增加，人类对淡水资源的需求越来越大[1-3]，然而，仍有大约80%未经任何处理的污水直接被排放到海洋、河流中，危害着人类健康。

聚丙烯酸钾／羧甲基纤维素钠半互穿网络水凝胶的两步水溶液
合成及其药物释放
孙慧;林建明;吴季怀
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2007(038)A05
【摘要】以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵和焦亚硫酸钠为氧化还原引发剂，采用新型两步水溶液聚合法制备了聚丙烯酸钾／羧甲基纤维素钠（PAA／CMC-Na）半互穿网络水凝胶．对其溶胀动力学、离子强度敏感性和pH 敏感性进行了研究．探讨了PAA／CMC-Na半互穿网络水凝胶对荼碱的释放行为，实验结果表明所吸收的茶碱在盐溶液中90min内释放率可达90％，释放规律遵循Fiekian扩散机制。

【总页数】5页(P1902-1906)
【作者】孙慧;林建明;吴季怀
【作者单位】华侨大学材料物理化学研究所,福建泉州362021
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
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1.含5-氟尿嘧啶的羧甲基纤维素钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的药
物释放性能2.聚丙烯酸盐/淀粉半互穿网络水凝胶的两步水溶液合成及性能表征
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