縮水甘油酯基螯合樹脂的制備及其性能研究.pdf

1、隨著工業(yè)的飛速發(fā)展,冶金、電鍍、制革、采礦、染料等行業(yè)每年都需要排放大量含重金屬離子的工業(yè)廢水。由于重金屬離子可以通過土壤、水、空氣,尤其是食物鏈,進入生物體內(nèi),對人類及其他生物的生存造成嚴重危害。所以從廢水中提取分離這些金屬離子有十分重要的意義。人們研究開發(fā)了許多具有強吸附能力的功能材料,其中螯合樹脂以其吸附容量大,并且在適當條件下可以將螯合的金屬離子釋放獨特的優(yōu)勢,被廣泛應用于含有金屬離子廢水的凈化與處理。
　　 本文主要合

2、成了以聚丙烯酸酯為骨架的多胺型及胺基羧酸型兩種螯合樹脂,并對其吸附性能進行了系統(tǒng)的研究。另外,為比較兩類不同骨架樹脂的吸附性能,在同等條件下制備了以交聯(lián)聚苯乙烯為骨架的相應的螯合樹脂。
　　 以甲基丙烯酸縮水甘油酯為聚合單體,雙甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯(lián)劑,采用常規(guī)懸浮聚合技術(shù)合成了交聯(lián)聚丙烯酸酯樹脂載體(PGMA-co-EGDMA),經(jīng)環(huán)氧基團與二乙烯三胺,進行開環(huán)加成反應,首先制備了多胺型螯合樹脂,然后將胺基樹脂氯乙酸化,制得

3、胺基羧酸型螯合樹脂。采用FT-IR、SEM及元素分析等方法對所合成螯合樹脂的結(jié)構(gòu)和形態(tài)進行了表征。
　　 本文討論了致孔劑的選擇及單體與交聯(lián)劑的配比等因素對交聯(lián)聚丙烯酸縮水甘油酯樹脂結(jié)構(gòu)性能的影響,制備了一類機械強度高,環(huán)氧基團含量高的聚合物載體。分別考察了聚合物胺基功能化及羧甲基功能化的最佳實驗條件。經(jīng)實驗測試和計算,推知功能化過程中胺基及羧甲基轉(zhuǎn)化率分別為61％和90％。根據(jù)國家標準GB/T5760-2000及GB/T814

4、4-1987分別測得氫氧型陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂的交換量。結(jié)果顯示,多胺型螯合樹脂的交換容量為:5.80mmol.g-1,胺基羧酸型螯合樹脂的弱酸交換容量為:4.10 mmol.g-1；而以氯甲基化交聯(lián)聚苯乙烯功能化后的PSt-deta和CM-PSt-deta樹脂的交換容量僅為4.80mmol.g-1和3.31 mmol.g-1。通過測定樹脂在水中的溶脹度和飽和吸水量,結(jié)果表明聚丙烯酸酯骨架的兩類樹脂都具有良好的親水性。

5、　　 通過靜態(tài)吸附實驗,考察了樹脂對銅離子的吸附性能及吸附時間、溶液pH值和不同濃度的一價金屬離子等因素對樹脂吸附容量的影響。結(jié)果表明,胺基羧酸型螯合樹脂吸附速率快,且耐酸堿性好,在pH值一定范圍內(nèi)均有良好的吸附性能。經(jīng)動態(tài)吸附解吸實驗,發(fā)現(xiàn)胺基羧酸螯合樹脂對Cu2+的吸附和解吸速率較快,Cu2+的脫附百分率高(可高達100％)。通過考察胺基羧酸型聚丙烯酸酯螯合樹脂對Cu2+的吸附機理研究,發(fā)現(xiàn)功能基與銅的摩爾比1.198:1,近似于