酚基螯合樹脂及其復(fù)合材料制備與吸附性能研究.pdf

1、根據(jù)聚多巴胺黏附性研究與吸附性應(yīng)用，本論文設(shè)計合成了酚基螯合樹脂及其復(fù)合材料，包括酚胺樹脂（PCEA）、水解纖維素基酚胺樹脂（PCEC-C）復(fù)合材料、酚醛樹脂（PF）微球和（單寧己二胺）雜化材料（PTHA）。利用環(huán)境掃描電子顯微鏡（SEM）、紅外光譜（FT-IR）、熱失重分析（TGA）、X射線光電子能譜（XPS）、能譜分析（EDS）等方法對材料的結(jié)構(gòu)、成分進(jìn)行表征，將其應(yīng)用于吸附溶液中的重金屬離子或染料，探討不同因素對其去除行為的影響，

2、包括pH值、時間、溫度、初始濃度等，并用等溫吸附模型、動力學(xué)方程、熱力學(xué)方程對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，探究相應(yīng)吸附的機(jī)理。
　　本論文主要分六個部分：（1）PCEA顆粒對溶液中的 Cu(II)吸附研究。對Cu(II)的吸附實(shí)驗(yàn)表明達(dá)到吸附平衡的時間為24 h，在298 K時最大去除量為44.2 mg/g，該過程受顆粒分散模型的影響，是自發(fā)的、吸熱的，符合Langmuir和準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，首次解吸率達(dá)到84.54％。由于受其它條件的影響

3、較小，PCEA顆?？梢灾苯尤コ芤褐械腃u(II)。（2）不同方式制備的兩種酚胺樹脂對Cr(VI)的去除能力比較：在不同的溶劑中合成了兩種相似結(jié)構(gòu)的酚胺樹脂（PCEA1、PCEA2），并在同一條件下吸附Cr(VI)，依次研究了等溫吸附、顆粒分散、動力學(xué)、熱力學(xué)，發(fā)現(xiàn)均符合Langmuir和準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，而Cr(VI)在被吸附的同時會還原成Cr(III)，其最大吸附量分別為200 mg/g和175.4 mg/g，以上研究證實(shí)這兩種螯合

4、樹脂具有相似的吸附機(jī)理，屬于單層化學(xué)吸附作用。（3）不同胺基交聯(lián)酚胺樹脂對溶液中Pb(II)的吸附動力學(xué)研究。選用三種多胺單體、鄰苯二酚及合成交聯(lián)劑反應(yīng)，按照相同摩爾比例制備了三種胺基交聯(lián)酚胺樹脂，并用于溶液中Pb(II)的比較研究。經(jīng)過表征發(fā)現(xiàn)，三種吸附劑PBA、PDA和PTA具有類似的結(jié)構(gòu)，而PBA的結(jié)構(gòu)較好，且PBA在pH=5時去除量最大。經(jīng)過動力學(xué)計算表明，三種吸附劑對Pb(II)的去除能力大小為PBA＞PTA＞PDA，均符合準(zhǔn)

5、二級動力學(xué)，其R2均大于0.99，且PBA的理論計算去除量最大（34.28 mg/g），對吸附機(jī)理進(jìn)行了分析。（4）PCEC-C復(fù)合材料從未調(diào)節(jié)pH的目標(biāo)溶液中吸附甲基橙和茜素紅。基于酚胺樹脂的粘附作用，我們以水解纖維素為基體，制備了PCEC-C復(fù)合材料，并用于比較去除溶液中的甲基橙和茜素紅。兩個染料的去除都屬于化學(xué)吸附和自發(fā)吸熱的行為，在303 K最大去除量分別為189.39mg/g和284.09 mg/g，其吸附量的差距在于茜素紅與

6、吸附劑的ππ共軛和氫鍵作用，并在循環(huán)三次之后仍對兩種染料保持較高的吸附量。（5）PF微球?qū)θ芤褐蠧r(VI)的吸附還原研究。該吸附過程滿足準(zhǔn)二級動力學(xué)和Langmuir等溫吸附模型，顆粒分散模型證實(shí)整個過程有三個階段，熱力學(xué)參數(shù)（H°＞0，S°＞0，G°＜0）說明該過程是吸熱的、自發(fā)的，在303 K時對Cr(VI)的最大去除量達(dá)到280.9mg/g，因此 PF微球能對 Cr(VI)溶液進(jìn)行吸附還原處理。（6）（單寧己二胺）雜化材料的制備

7、及對Cr(VI)的吸附還原性能。按照單寧酸與1,6己二胺的不同摩爾比（1:515）在水中合成了PTHA，并對其成鹽后聚合的反應(yīng)過程表征，同時采用沒食子酸與己二胺按1:1反應(yīng)，合成了PGHA以推測PTHA的反應(yīng)機(jī)理，并確認(rèn)1:12.5的PTHA對Cr(VI)的螯合能力最大，符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，表明兩個吸附位點(diǎn)螯合一個目標(biāo)離子，且Langmuir適用于等溫吸附線的擬合，此條下的最大吸附量在283.29 mg/g，屬于單層化學(xué)吸附作用。