簡(jiǎn)單芳香族小分子制備超高交聯(lián)吸附樹脂及其吸附性能研究.pdf

1、超高交聯(lián)吸附樹脂具有比表面積大、機(jī)械強(qiáng)度高、吸附選擇性好和再生容易等特點(diǎn)，是近年來發(fā)展迅速的新型高分子吸附分離材料。目前，超高交聯(lián)吸附樹脂在污水處理、天然產(chǎn)物提純等很多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)超高交聯(lián)吸附樹脂大多是St-DVB型，制備成本比較高。隨著超高交聯(lián)吸附樹脂應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)大，開發(fā)超高交聯(lián)吸附樹脂新的合成方法變得至關(guān)重要，本研究做了以下工作:
　　 (1)以1，4-二氯甲基苯(XDC)或4，4'-二氯甲基聯(lián)苯(CMB

2、)與苯甲醇(BA)共聚，合成了2種超高交聯(lián)樹脂XDC-BA和CMB-BA，并用紅外、元素分析和BET法對(duì)其化學(xué)結(jié)構(gòu)、比表面積及孔徑分布進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，樹脂XDC-BA和CMB-BA的比表面積分別達(dá)到1200.05m2/g和1028.03m2/g，平均孔徑分別為1.925nm和1.918nm。
　　 (2)XDC和CMB價(jià)格較高，因此，本研究采用氯甲醚和苯、甲苯、萘等芳香小分子用一步法進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)制得系列超高交聯(lián)樹脂，并用紅

3、外、元素分析等對(duì)樹脂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，所合成的樹脂上殘留有大量未反應(yīng)的氯甲基。因此，對(duì)部分樹脂進(jìn)行了二次交聯(lián)反應(yīng)。二次交聯(lián)后，樹脂的比表面積在原來的基礎(chǔ)上提高了20％-368％不等。研究表明，芳香小分子自身的分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)中芳香小分子與氯甲醚的摩爾比等因素會(huì)對(duì)樹脂的比表面積產(chǎn)生影響。本研究所合成樹脂的比表面積從41.31m2/g到974.38m2/g不等，樹脂的孔徑集中在1.117nm和1.925nm范圍內(nèi)。
　　 極性

4、樹脂和非極性樹脂相比，對(duì)某些吸附質(zhì)的吸附能力更強(qiáng)，為了得到極性的比如含氧的樹脂，常常采用后修飾法，此法步驟繁瑣，樹脂合成成本高，且所得樹脂的含氧量也比較有限。本研究用含氧的苯甲醇或苯乙醚和氯甲醚一步合成含氧的超高交聯(lián)吸附樹脂BA-CME和PH-CME。兩種樹脂的含氧量分別高達(dá)6.5％和11.91％，比表面積分別為525.00m2/g和352.45m2/g，平均孔徑分別為1.123nm和1.699nm。該法具有步驟簡(jiǎn)單、合成成本低及樹脂含

5、氧量高等優(yōu)點(diǎn)。
　　 (3)因?yàn)槁燃酌延泻軓?qiáng)的致癌性，本研究以甲醛、PCl3和1，4-丁二醇為原料合成了新的氯甲基化試劑1，4(--)二氯甲氧基丁烷。用1，4-二氯甲氧基丁烷和苯甲醇或萘一步反應(yīng)制得超高交聯(lián)樹脂N-BC和BA-BC，并用紅外、元素分析等對(duì)樹脂進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，樹脂N-BC和BA-BC的比表面積分別高達(dá)501.04m2/g和288.28m2/g，平均孔徑分別為1.128nm和1.121nm。1，4-二氯甲氧基丁

6、烷和氯甲醚相比具有低毒污染小的特點(diǎn)，本研究為超高交聯(lián)吸附樹脂的合成提供了新的理論基礎(chǔ)和合成路線。
　　 (4)本研究利用XAD-4作對(duì)照，選用含氧量較高的樹臘BA-CME和PH-CME及比表面積較大的樹脂BE-CME和P-BE-CME對(duì)水溶液中苯胺和苯酚進(jìn)行吸附性能研究。結(jié)果表明，樹脂的比表面積、含氧量及孔徑等是影響吸附量大小的主要因素。樹脂對(duì)苯胺和苯酚的吸附量在相同條件都能達(dá)到XAD-4的2倍以上，因此，這些樹脂有望在酚類和胺