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XG和XG-g-AM的紅外譜圖分別如圖1中曲線A和B所示。曲線A中,XG在3450cm-1處出現(xiàn)強而寬的O—H伸縮振動吸收峰,在1615cm-1和1476cm-1出現(xiàn)COO-對稱及非對稱伸縮振動吸收峰,另外在1417cm-1和1023cm-1分別出現(xiàn)C—H彎曲振動吸收峰和O—H彎曲振動吸收峰。曲線B中,XG-g-AM仍保留XG的上述特征吸收峰外,1675cm-1和1635cm-1分別出現(xiàn)歸屬于酰胺基的酰胺Ⅰ帶吸收峰(CO伸縮振動)和酰胺Ⅱ帶吸收峰(N—H彎曲振動),在1450cm-1處出現(xiàn)C—N伸縮振動吸收峰,3422cm-1處O—H伸縮振動吸收峰與N—H伸縮振動吸收峰疊加。這說明XG與AM有明顯的接枝共聚反應(yīng),XG-g-AM含有—NH—、—OH、COO—等活性基團,有利于其與金屬離子發(fā)生配位產(chǎn)生吸附作用[10]。
2.2 吸附平衡時間
在25℃下,Cd(NO3)2溶液濃度為20mmol/L,測定不同吸附時間下的吸附量,得到XG-g-AM吸附Cd2+的曲線,如圖2所示。從圖2中可以看出,從0~50min,吸附量迅速上升,當吸附100min時,吸附量達到0·835mmol/g,然后吸附量基本保持不變,曲線接近一條平滑的水平線。該結(jié)果表明,XG-g-AM吸附Cd2+100min達到平衡。因此,以0~100min作為吸附研究的時間范圍。
2.3 XG-g-AM對Cd2+吸附等溫方程
在25℃下,取不同濃度的Cd(NO3)2溶液,用以描述Cd2+吸附等溫線的Freundlich方程,其線性形式如下[11]:
lnQe=lnKf+(1/n)lnCe(2)
式中:Ce為平衡濃度(mmol/L);Qe為平衡吸附量(mmol/g);常數(shù)1/n反映了吸附作用的強度;Kf與吸附相互作用、吸附量有關(guān)。由圖3可知,lgQe與lgCe有良好的線性關(guān)系,說明XG-g-AM對Cd2+吸附行為能較好的符合Fre-undlich吸附等溫方程。得出XG-g-AM的吸附等溫方程為:
lnQe=1·014lnCe-2.082
其相關(guān)系數(shù)為0·9963。
2.4 熱性能分析XG、XG-g-AM的TGA曲線測試結(jié)果分別如圖4中曲線A、B所示。曲線A中,XG在100℃以前的失重都是由吸附水分在加熱情況下?lián)]發(fā)引起的,XG的分解階段為180~409℃,在310℃時失重達到50%。曲線B中XG-g-AM分解顯示為兩個階段:180~400℃,是AM支鏈的熱分解及XG骨架結(jié)構(gòu)的分解造成的;400~472℃,可能為分子鏈的斷裂,在333℃失重達到50%。分析結(jié)果說明吸附材料的熱穩(wěn)定性相比XG有所提高,有利于其應(yīng)用范圍的擴大,使其能應(yīng)用于不同的環(huán)境。
2.5 X衍射分析
XG、XG-g-AM、吸附Cd2+的XG-g-AM的X射線衍射測試結(jié)果分別如圖5中曲線A、B和C所示。曲線A中,XG存在一定的有序結(jié)構(gòu),在2θ為29°附近存在特征衍射峰。曲線B中,XG與AM接枝聚合后,在2θ為21°、23°、26°、40°和51°等附近出現(xiàn)新的衍射峰,這說明接枝共聚反應(yīng)主要發(fā)生在無定形區(qū),并且由于引入AM,降低了XG大分子鏈內(nèi)鏈間的作用力,提高了鏈的活動能力,增強了分子排列的規(guī)整性,從而使結(jié)晶度提高。曲線C中,XG-g-AM吸附Cd2+后在2θ為13°、51°衍射峰消失,同時2θ為23°、40°衍射峰強度減弱。這說明Cd2+在XG-g-AM中被吸附同時也起了降低結(jié)晶度的作用,Cd2+進入輻射接枝物內(nèi)部,破壞了分子鏈的規(guī)整排布;另外Cd2+的滲入也會破壞分子間(或分子內(nèi))的氫鍵締合,其結(jié)果都使輻射接枝物的結(jié)晶度下降。
3 結(jié) 論
(1)IR、XRD、TGA分析表明XG已接枝AM,即60Co-γ輻射能有效引發(fā)XG與AM的接枝共聚反應(yīng)。XRD分析表明,XG輻射接枝AM后結(jié)晶度升高,但吸附Cd2+后結(jié)晶度卻成下降趨勢;TGA分析表明,XG-g-AM的熱穩(wěn)定性比XG有所提高。
(2)室溫條件下,Cd2+濃度20mmol/L時,吸附時間100min,平衡吸附量為0·835mmol/g,XG-g-AM對Cd2+離子吸附等溫線符合Freundlich等溫方程,對其吸附等溫線進行擬合,相關(guān)性較好。
(3)XG輻射接枝AM得到的接枝物XG-g-AM,能較好地吸附Cd2+,將其用在處理工業(yè)廢水上,相信會有很好的應(yīng)用前景。
參考文獻：略
