含酚羥基超高交聯(lián)分子印跡吸附樹脂的制備及吸附性能研究.pdf

1、超高交聯(lián)吸附樹脂相比于傳統(tǒng)的大孔吸附樹脂和凝膠型吸附樹脂，它因機械強度高、特異性吸附強、吸附容量大以及基團功能化擴展范圍廣而越來越受到人們的關(guān)注。目前，超高交聯(lián)吸附樹脂在污水處理、天然藥物有效成分提取、血液透析、分析化學(xué)、石油化工等領(lǐng)域廣泛運用。我國在高分子吸附樹脂的研究以及吸附樹脂處理有機污水技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用上取得了很大的成就，特別是對污水中致癌有機物的去除，但樹脂以共價鍵吸附時，解吸困難，以氫鍵吸附時，吸附特異性不強。本文為了提升超

2、高交聯(lián)吸附樹脂的吸附特異性和吸附量，將超高交聯(lián)吸附樹脂與分子印跡技術(shù)相結(jié)合，制備一種針對苯胺有機污染物的吸附樹脂。此研究中，利用懸浮聚合法制備出低交聯(lián)苯乙烯-二乙烯苯聚合物（St-DVB），采用自制的1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB)為氯甲基化試劑，在后交聯(lián)中苯酚修飾，以環(huán)己胺為印跡模板，制備出含酚羥基修飾的超高交聯(lián)分子印跡吸附樹脂 PHMI，同時制備了已研究出的非分子印跡超高交聯(lián)吸附樹脂LM-5。
　　本研究將制備的樹脂用傅里葉

3、紅外光譜儀、比表面積與孔徑測試儀、電子掃描顯微鏡等進行表征，然后研究了PHMI吸附樹脂在水體系和非水體系中對苯和苯胺混合溶液的吸附性能以及對苯胺的吸附選擇性，分析了體系溫度、濃度、pH值等因素對吸附性能的影響，特別是對吸附劑與吸附質(zhì)之間形成氫鍵的影響。系統(tǒng)研究了樹脂PHMI在水體系中對苯、苯胺的吸附熱力學(xué)和吸附動力學(xué)。最后，比較了樹脂 PHMI與未分子印跡的LM-5樹脂的在水體系中對苯和苯胺吸附的綜合性能。制備出的樹脂 PHMI比表面積

4、為678.3m2/g，孔容為0.577cm3/g。研究發(fā)現(xiàn)樹脂PHMI在初始濃度為800mg/g的水體系中，298K時對苯、苯胺的平衡吸附量分別為62.240mg/g、118.485mg/g。不同初始濃度下，苯胺的平衡吸附量均大于苯的平衡吸附量，主要是因為苯胺能與樹脂PHMI的表面形成氫鍵。樹脂對苯、苯胺的吸附過程放熱，溫度升高時，對苯和苯胺的吸附量均降低。在298K中性條件下，PHMI對苯胺的吸附選擇系數(shù)大于1.5，呈現(xiàn)選擇性性吸附。

5、吸附熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，PHMI對苯的吸附符合Freundlich模型，對苯胺的吸附同時符合Freundlich模型與Langmuir模型，對苯胺的吸附是物理吸附和化學(xué)吸附同時存在，對苯的吸附僅為物理吸附。通過 Lagergren模型和Kannan-Sundaram模型動力學(xué)分析得出，樹脂 PHMI對苯和苯胺吸附速率由液膜擴散和顆粒內(nèi)擴散共同控制。PHMI對苯、苯胺吸附的顆粒外速率常數(shù)分別為0.0164 min-1和0.0128 min-1

6、，顆粒內(nèi)速率常數(shù)分別為5.491 mg?min-1/2?g-1和9.620 mg?min-1/2?g-1。pH對樹脂的吸附影響較大，尤其對苯胺的吸附影響更明顯，PHMI在強酸和強堿下會失去對苯胺的吸附選擇性。苯和苯胺在 PHMI上解吸時間分別約為8h和12h，解析率分別為99.72％和91.20%。通過對比PHMI和LM-5在水體系混合溶液中吸附量，初始濃度為800mg/g，298K時，PHMI對苯胺的平衡吸附量比LM-5的大36.97

7、5mg/g，對苯的平衡吸附量比 LM-5的大16.284mg/g，對2-萘酚的平衡吸附量比 LM-5的大3.494mg/g。兩種樹脂在混合溶液中，對2-萘酚的吸附量差別不大，但PHMI對苯胺的吸附明顯大于LM-5對苯胺的吸附量，說明PHMI不僅能與苯胺形成氫鍵，分子印跡后使其比一般氫鍵吸附樹脂的吸附量更大，吸附特異性更強。PHMI和 LM-5在不同 pH時對苯胺和2-萘酚吸附的變化趨勢接近。苯胺在樹脂 PHMI和LM-5的解吸效率分別為