多胺樹(shù)脂的合成及吸附行為比較.pdf

1、采用1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷(Cyclen)和三乙烯四胺(TETA)為功能化試劑，通過(guò)對(duì)二乙烯苯交聯(lián)的聚苯乙烯樹(shù)脂(PS)的功能化，制備了三種含有多胺類(lèi)功能基的聚苯乙烯樹(shù)脂，分別是PS-COCH2-Cy、PS-CH2-Cy和PS-COCH2-TETA。研究了反應(yīng)條件對(duì)樹(shù)脂功能化反應(yīng)的影響，對(duì)合成的三種多胺型聚苯乙烯樹(shù)脂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。探究了三種樹(shù)脂分別對(duì)金屬離子Zn2+和Cu2+的吸附性能。然后初步研究了三種樹(shù)脂分別對(duì)水中酚類(lèi)化

2、合物(PNP、DNP、ONP)的吸附性能。
　　PS-COCH2-Cy和 PS-COCH2-TETA的合成宜采用四氫呋喃溶劑體系。采用Cyclen與氯乙?；郾揭蚁?shù)脂（以氯量計(jì)）摩爾比為7:1，在60℃下反應(yīng)6 h得到的PS-COCH2-Cy的全交換容量為1.45 mmol/mL，氯乙?；瘶?shù)脂中的氯含量由13.72％下降至0.30％。采用TETA與氯乙?；瘶?shù)脂（以氯量計(jì))摩爾比為8:1，在50℃下反應(yīng)6 h得到的PS-COCH2

3、-TETA的全交換容量為1.51 mmol/mL，氯乙?；瘶?shù)脂中的殘余氯含量下降至0.25％。采用Cy與氯甲基化聚苯乙烯樹(shù)脂（以氯量計(jì)）摩爾比為10:1，在在80℃下反應(yīng)24 h得到的PS-CH2-Cy的全交換容量為1.59mmol/mL，氯甲基化樹(shù)脂的氯含量從19％降到0.31％。
　　通過(guò)掃描電鏡、熱重分析、紅外、N2吸附-脫附等手段對(duì)PS-COCH2-Cy、PS-COCH2-TETA和 PS-CH2-Cy進(jìn)行表征。結(jié)果表明，

4、原料成功地發(fā)生了胺化反應(yīng)；PS-COCH2-Cy的比表面積為39.03 m2/g，孔容為0.1124 cm3/g，孔徑為12.51 nm。PS-COCH2-TETA的比表面積為36.33 m2/g，孔容為0.1361 cm3/g，孔徑為14.99 nm，PS-CH2-Cy的比表面積為35.58 m2/g，孔容為0.061cm3/g，孔徑為8.16nm。
　　PS-COCH2-Cy、PS-COCH2-TETA和PS-CH2-Cy對(duì)Z

5、n2+和Cu2+吸附的最好的 pH值均為5.7；25℃下，PS-COCH2-Cy、PS-COCH2-TETA和PS-CH2-Cy對(duì)Zn2+的平衡吸附量分別為13.68 mg/mL、7.61 mg/mL和20.85mg/mL，脫附率為99.7％、99.3％和99.5％，對(duì)Cu2+的平衡吸附量分別為39.96 mg/mL、31.76mg/mL和40.33mg/mL，脫附率達(dá)到了99.8％、99.3％和99.6％。分別吸附-脫附三次后仍具有較

6、高的吸附性能。由此可見(jiàn)，Cy接枝到PS-COCH2-Cl表面有利于金屬離子的吸附且C=O的存在使得樹(shù)脂對(duì) Zn2+和 Cu2+的吸附量下降。三種樹(shù)脂均能夠用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程來(lái)描述對(duì) Zn2+和 Cu2+的吸附過(guò)程；液膜擴(kuò)散為主要控制步驟；PS-COC2-Cy、PS-COCH2-TETA和PS-CH2-Cy對(duì)Zn2+和Cu2+的吸附都同樣符合Langmuir等溫方程，均為吸熱過(guò)程。三種樹(shù)脂吸附能力大小關(guān)系為：PS-CH2-Cy> PS-C

7、OCH2-Cy> PS-COCH2-TETA。
　　三種樹(shù)脂吸附PNP和ONP的最佳pH值均為7.0，吸附DNP的最佳pH值均為4.0；25℃下，PS-COCH2-Cy、PS-COCH2-TETA和PS-CH2-Cy對(duì)PNP的平衡吸附量分別為90.28 mg/mL、73.02mg/mL和116.15mg/mL，脫附率為99.2％、98.9％和99.1％。對(duì)ONP的平衡吸附量分別為75.88 mg/mL、46.10 mg/mL和11