23292.苯胺—磺酸基苯胺共聚物的制備及其對染料吸附性能的研究

1、A血esissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterFacileHigh—YieldSynthesisofPoly(anilineCOmsulfophenylenediamine)forCationicDyeRemovalByKakaZhangSupervisor：ProfOunXutrott)unResearcherLiangZhaoDrJingWangChemistryan

2、dPhysicsofPolymersSchoolofMaterialsScienceandEngineeringJune，2014摘要摘要聚苯胺及其共聚物由于其較好的環(huán)境穩(wěn)定性和優(yōu)異的吸附性能，被應用于水體中污染物的吸附去除。本研究采用一種簡單、高效且不添加任何誘導劑的氧化共聚法，將苯胺單體和2，4二氨基苯磺酸單體在鹽酸中共聚合，得到高產(chǎn)率的苯胺磺酸基苯胺共聚物。通過調(diào)節(jié)兩單體的摩爾比，得到一系列具備不同形貌、化學結構的苯胺磺酸基苯胺共

3、聚物，并利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、Zeta電位儀、比表面積測定儀、X射線衍射儀、紅外、紫外和X射線光電子能譜等對共聚物進行了表征；在此基礎上研究了苯胺磺酸基苯胺共聚物對水溶液中染料的吸附性能，并重點研究了其對陽離子染料——亞甲基藍的吸附性能，探究了共聚物的組成、吸附溫度、接觸時間、溶液pH值、染料初始濃度和離子強度等實驗條件對亞甲基藍吸附性能的影響。合成及表征結果表明：采用新的共聚方法，即先使苯胺(AN)聚合一段時間，形成苯胺

4、預聚體后，再加入2，4二氨基苯磺酸(SP)單體參與共聚，合成苯胺磺酸基苯胺共聚物(PANSP)。共聚物的產(chǎn)率比傳統(tǒng)的共聚方法提高了220％，且共聚物的形貌、化學結構、表面電荷及比表面積等均受兩單體摩爾配比的支配。即隨SP單體比例的增加，共聚物顆粒的尺寸逐漸增大，尺寸范圍為50300nm，粒徑分布更均一，顆粒內(nèi)部無孔結構；由于共聚物表面存在大量磺酸基陰離子，使其Zeta電位的零電位點(pHPZC)遠低于聚苯胺(pHpzc=56)：共聚物的

5、比表面積范圍為9743Om2儋。吸附實驗結果表明：高磺酸基含量的PANSP共聚物更傾向于吸附陽離子染料亞甲基藍，而磺酸基含量較低的共聚物更易于吸附甲基橙。共聚物PANSP(8：2)相比其他配比的共聚物，對亞甲基藍的吸附效果最佳，吸附容量可達118mg／g，為聚苯胺類吸附劑中的最高值。該吸附在較高溫度下更易進行，吸附的最適pH值范圍為3560，且離子強度對吸附效果無影響。該吸附符合Langmuir吸附等溫線和偽二階吸附動力學模型，且吸附行