殼聚糖酯基硫脲樹脂的合成及性能研究.pdf

1、本文在綜述殼聚糖(CS)及其衍生物研究現(xiàn)狀基礎上，設計出一種殼聚糖酯基硫脲樹脂(ECTUCS);研究了該樹脂的合成方法、對氨性溶液中金屬離子的吸附性能、并對樹脂的脫附及再生進行了初步探討。
　　以氯甲酸乙酯與NaSCN為原料，N，N'-二甲基苯胺(DMA)為催化劑，經(jīng)相轉(zhuǎn)移催化反應，合成中間體N-乙氧羰基異硫氰酸酯;該中間體再與殼聚糖發(fā)生親核加成反應，首次合成殼聚糖酯基硫脲樹脂。其中該中間體與相對分子質(zhì)量分別為2、5、20和50

2、W的殼聚糖反應的條件為:摩爾比為1.5∶1，在0～15℃反應2h后，再室溫反應2h，制得的四種殼聚糖酯基硫脲樹脂的產(chǎn)率分別為71.70％、82.50％、85.70％和89.30％，硫含量分別達到8.35％、8.82％、8.78％、8.64％，取代度分別為84.68％、89.45％、89.05％和87.63％。通過紅外光譜表征證明合成了目標產(chǎn)物。
　　研究了殼聚糖酯基硫脲樹脂對氨性溶液中Ag(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)或Zn(Ⅱ)

3、的吸附性能，考察了吸附時間，樹脂用量，溶液pH和體系總氨量、殼聚糖相對分子量對金屬離子吸附量的影響。結(jié)果表明，樹脂對四種金屬離子的吸附量為Ag(Ⅰ)＞Cu(Ⅱ)＞Ni(Ⅱ)＞Zn(Ⅱ)，吸附量分別為585.21、28.25、24.80和21.20 mg·g-1。在Ni(Ⅱ)/Zn(Ⅱ)混合溶液中，樹脂對Zn(Ⅱ)體現(xiàn)出優(yōu)異的吸附選擇性，在Ag(Ⅰ)/Zn(Ⅱ)混合溶液中，樹脂優(yōu)先吸附Ag(Ⅰ)。負載Ni(Ⅱ)或Zn(Ⅱ)的ECTUCS樹

4、脂可使用1.0 mol·L-1的H2SO4來解吸Ni(Ⅱ)或Zn(Ⅱ)，負載Cu(Ⅱ)的樹脂可使用0.5 mol·L-1的酸性硫脲進行解吸。解吸后的樹脂可重新用于氨性溶液中Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)或Cu(Ⅱ)的富集。
　　采用吸附動力學、熱力學以及紅外光譜研究了ECTUCS對氨性溶液中Ag(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附作用。結(jié)果表明，ECTUCS樹脂對Ag(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附過程符合準二

5、級動力學方程，Ag(Ⅰ)在ECTUCS樹脂上的吸附為單分子層化學吸附，符合Langmuir等溫吸附模型。Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)在ECTUCS樹脂上的吸附過程符合Freundlich等溫吸附模型，Cu(Ⅱ)在樹脂上的吸附是自發(fā)熵增的吸熱過程;ECTUCS樹脂對Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附過程是一個自發(fā)的、熵減放熱的的過程，為多分子層的優(yōu)惠吸附。樹脂吸附金屬離子前后的紅外譜圖近一步分析表明，Ag(Ⅰ)可能主要通過化學作用吸附在E