大孔吸附樹脂LX1180的功能化改性及其吸附性能的研究.pdf

1、大孔吸附樹脂(Macroporousadsorptionresin，MAR)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型吸附劑。出色的吸附性能和較低的使用成本使MAR已廣泛的應(yīng)用于廢水處理、臨床檢驗(yàn)、抗生素提取分離以及天然藥物精制等領(lǐng)域。但由于MAR大多采用懸浮聚合法制備，其結(jié)構(gòu)參數(shù)(功能基、孔徑、比表面積等)可控性較差，由此導(dǎo)致MAR結(jié)構(gòu)參數(shù)與目標(biāo)化合物之間的構(gòu)效關(guān)系依然無法確定，從而限制了MAK進(jìn)一步的發(fā)展，因此，如何明確二者之間的關(guān)系有待

2、進(jìn)一步深入研究。
　　 本文利用高交聯(lián)度非極性MAR結(jié)構(gòu)參數(shù)可控性較好的優(yōu)點(diǎn)，通過化學(xué)改性方法，利用市售非極性苯乙烯系MAR-LX1180進(jìn)行氯甲基化和功能化改性。首先，以氯甲醚為氯甲基化試劑，對LX1180型MAR進(jìn)行氯甲基化改性，通過優(yōu)化工藝條件，克服MAR高交聯(lián)度對改性程度的制約，得到了氯甲基化度較高的LX1180：隨后，利用高氯甲基化度的LX1180,通過向反應(yīng)體系中加入功能單體-對氨基苯磺酸和對氨基苯甲酸，分別進(jìn)行胺磺

3、酸化和胺羧酸化功能化改性。利用不同氯甲基化度的LX1180-Cl和不同功能化度的LX1180-SO3-和LX1180-CO2-，分別對三種黃酮類化合物-蘆丁、沒食子酸以及花青素進(jìn)行吸附/解吸實(shí)驗(yàn)，總結(jié)功能基種類和數(shù)量對化合物的吸附分離規(guī)律。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 1.本文以氯甲醚為氯甲基化試劑，克服了高交聯(lián)度MAR改性程度較低的不足，制得了氯甲基化度較高的LX1180-Cl。最佳工藝條件為：將預(yù)處理的10.00gLX11

4、80裝入干燥的、帶有冷凝管和攪拌器的三口燒瓶中，加入38mLCCl4于65℃恒溫水浴鍋中溶脹36h，將反應(yīng)裝置移至超聲清洗器中，加入經(jīng)預(yù)處理的0.03molZnCl2、14.00gNaCl以及0.02mol(15mL)氯甲醚，于50℃的反應(yīng)溫度下，在75W的超聲功率及反應(yīng)54h。為了提高實(shí)驗(yàn)效率，在研究中發(fā)現(xiàn)鐵粉的加入能顯著提高氯甲基化反應(yīng)的效率，當(dāng)nFe/nZnCl2，為12.5％時，反應(yīng)達(dá)到最大氯甲基化度所需的反應(yīng)時間比單獨(dú)使用Zn

5、Cl2時減少了24h。在最佳的工藝條件下，LX1180的氯甲基化度達(dá)到了9.60％。對不同氯甲基化度的LX1180進(jìn)行吸附/解吸實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，吸附質(zhì)的分子尺寸和分子極性對吸附和解吸附產(chǎn)生了很大的影響，分子體積越小，分子極性越大，都會增加LX1180-Cl的吸附與解吸附量。
　　 2.在獲得高氯甲基化度的LX1180-Cl后，利用氯甲基活性較高的特點(diǎn)，進(jìn)行胺磺酸化改性。以對氨基苯磺酸為功能單體，在堿性條件下，得到的最佳工藝條件為：以

6、DMF和H2O的混合試劑作為溶劑，將20.00gLX1180-Cl、9gNaOH以及30.00gNaCl加入到VH2O/VDMF=0.33的混合溶劑中，在70℃下溶脹20h，隨后，加入0.02mol無水對氨基苯磺酸，在70℃下反應(yīng)18h后得到了功能化度為7.29％的LX1180-SO3-。用蘆丁、沒食子酸和花青素對不同功能化度的LX1180-SO3-進(jìn)行的吸附/解吸實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)LX1180-SO3-對三種黃酮類化合物的吸附/解吸能力的大小

7、依次為：沒食子酸>花青素>蘆丁。隨著FD值的增加，LX1180-SO3-對沒食子酸和花青素的吸附量增加，對蘆丁的吸附量變化不大。隨著功能基數(shù)目的增加，LX1180-SO3-與沒食子酸和花青素之間的相互作用力也在增強(qiáng)，致使LX1180-S03-對二者的解吸附量隨著FD值的增加而增加，而解吸量卻隨著FD值的增大而減小。
　　 3.利用LX1180-C1進(jìn)行胺羧酸化改性。以無水對氨基苯甲酸為功能單體，在堿性條件下，得到的最佳工藝條件為

8、：將20.00gLX1180-Cl溶于DMF/H2O(VH2O/VDMF=0.25)的混合溶劑中，向反應(yīng)體系中加入8.00gNaOH以及30.00gNaCl，在70℃下溶脹36h后，將0.03mol無水對氨基苯甲酸加入到反應(yīng)體系中，在60℃下反應(yīng)24h后，得到了功能化度為6.03％的LX1180-CO2-?？疾觳煌δ芑萀X1180-CO2-對蘆丁、沒食子酸和花青素的吸附和解吸能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)吸附質(zhì)分子體積對LX1180-CO2-吸附和