理论教育 制备不同直径和鳞片结构羊毛纤维铁配合物的方法优化

制备不同直径和鳞片结构羊毛纤维铁配合物的方法优化

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据GB/T 14593—2008国家标准对羊毛纤维进行采样,借助扫描电镜观察其形貌,并选取约120根纤维,测定并计算其平均直径和平均鳞片厚度。三种不同直径和鳞片厚度的羊毛纤维分别命名为ⅰ-Wool、ⅱ-Wool和ⅲ-Wool,见表3-15。这表明鳞片层较薄的羊毛与Fe3+的配位反应能力更高。图3-53不同反应温度时三种羊毛纤维铁配合物QFe值的变化

制备不同直径和鳞片结构羊毛纤维铁配合物的方法优化

根据GB/T 14593—2008国家标准对羊毛纤维进行采样,借助扫描电镜观察其形貌,并选取约120根纤维,测定并计算其平均直径和平均鳞片厚度。三种不同直径和鳞片厚度的羊毛纤维分别命名为ⅰ-Wool、ⅱ-Wool和ⅲ-Wool,见表3-15。

表3-15 三种羊毛纤维的平均直径和鳞片厚度

分别将上述三种羊毛纤维与初始浓度(CFe,0)不同的Fe3+发生配位反应并得到三种不同的Fe-Wool样品,它们的QFe值在配位反应过程中的变化如图3-52所示。

从图3-52(a)~(c)可以看出,三种Fe-Wool的QFe值随着反应时间的延长而显著提高,这意味着在反应过程中更多的Fe3+与羊毛之间发生了反应而被固定于羊毛纤维表面。在相同条件下,随着CFe,0值的增大,QFe值逐渐升高,这说明提高反应体系中Fe3+的初始浓度可以促进其与羊毛纤维之间配位反应的发生。此外,Fe-ⅰ-Wool和Fe-ⅱ-Wool的QFe值在60min时不再显著变化,意味着其与Fe3+的配位反应在80min左右即达到平衡。而ⅲ-Wool的配位反应达到平衡的时间长达120min左右。更重要的是,图3-52(d)显示Fe-ⅲ-Wool在平衡时的QFe,e值明显高于其他两种配合物的QFe,e值,这主要与ⅲ-Wool具有更薄的鳞片层有关。原因为鳞片由致密的角质细胞构成,对小分子化合物向纤维内部渗透具有抑制性能,且鳞片层越厚,这种抑制作用越强,阻碍Fe3+与纤维分子结构中氨基等配位基团的反应,使得Fe3+与羊毛纤维发生配位反应更容易达到平衡。因此,Fe3+更易于向具有更薄的鳞片层的ⅲ-Wool内部渗透和反应,较难以达到反应平衡,导致更多的Fe3+被固定于纤维表面。(www.daowen.com)

图3-52 不同CFe,0时三种羊毛纤维与Fe3+的配位反应

图3-53给出了三种不同羊毛纤维与Fe3+在不同温度生成Fe-Wool的QFe值。发现三种Fe-Wool的QFe值随着反应温度的提高几乎呈线性增加,这说明升高反应温度有利于配位反应的进行。在相同温度时,Fe-ⅲ-Wool的QFe值明显于其他两种配合物。这表明鳞片层较薄的羊毛与Fe3+的配位反应能力更高。此外,尽管ⅰ-Wool的直径明显低于ⅱ-Wool,且具有相似的鳞片层厚度,但是其相应配合物的QFe值并没有明显提高,这说明羊毛直径对两者的配位反应性能影响不大。

图3-53 不同反应温度时三种羊毛纤维铁配合物QFe值的变化

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