多功能螯合樹脂的合成及其性能研究.pdf

1、親水性螯合樹脂是連接親水基團和螯合基團的以聚合物為骨架,可以優(yōu)先選擇與重金屬離子快速形成絡(luò)合形成配位物的一類交聯(lián)功能性高分子材料,具有吸附速率快、容量大和選擇性高等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于貴金屬回收及重金屬離子的分離與富集。本文以4-乙烯基吡啶(4-VP)為功能單體,二乙烯基苯(DVB)為交聯(lián)劑,采用懸浮聚合法制備了4-乙烯吡基啶共聚樹脂(簡稱為 PVP-co-DVB),之后在PVP-co-DVB的側(cè)鏈上引入季銨離子和希夫堿功能基,合成五種攜帶

2、季銨離子的希夫堿型螯合樹脂(通稱為PVP-QA-SXX)。通過小分子模型化合物的合成與結(jié)構(gòu)表征,對比研究五種新型PVP-QA-SXX的制備技術(shù)、物理化學(xué)性質(zhì)、螯合吸附性能以及對Pb(II)的吸附行為和吸附機理。
　　(1)以吡啶、5-氯甲基水楊醛、鄰氨基苯甲酸、氨基硫脲、甘氨酸、2-氨基吡啶和對氨基苯甲酸為原料,合成了吡啶鎓改性的水楊醛希夫堿(通稱為Py-SXX),它們依次是5-(氯化吡啶鎓甲基)水楊醛縮鄰氨基苯甲酸、5-(氯化吡

3、啶鎓甲基)水楊醛縮氨基硫脲、5-(氯化吡啶鎓甲基)水楊醛縮氨基乙酸、5-(氯化吡啶鎓甲基)水楊醛縮-2-氨基吡啶和5-(氯化吡啶鎓甲基)水楊醛縮對氨基苯甲酸,分別簡稱為:Py-STA、Py-SGA、Py-SOA、Py-SPA和 Py-SPyA;它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)是通過熔點測定、元素分析、紅外光譜、氫核磁共振譜分析等方式來確認的。經(jīng)檢索得知:五種小分子模型化合物均為新化合物;
　　(2)分別測試五種Py-SXX的物理性質(zhì),并測試其與八種

4、重金屬離子的絡(luò)合顯色反應(yīng),以及在紫外-可見光區(qū)的吸收光譜。結(jié)果表明,五種 Py-SXX與八種重金屬離子絡(luò)合反應(yīng)的顏色變化明顯;
　　(3)采用懸浮聚合法制備PVP-co-DVB,通過對其進行功能化反應(yīng)制得了五種PVP-QA-SXX,它們分別是 PVP-QA-SOA、PVP-QA-STA、PVP-QA-SGA、PVP-QA-SPA和 PVP-QA-SPyA;采用 FTIR、EA、TGA-DSC、SEM等方法對PVP-QA-SXX進行

5、結(jié)構(gòu)分析和性能表征;經(jīng)檢索得知:攜帶季銨離子的五種希夫堿型螯合樹脂均為全新螯合樹脂;結(jié)果表明,所合成的五種PVP-QA-SXX含有希夫堿功能基團,也攜帶季銨離子,并且PVP-QA-SXX均具有良好的熱穩(wěn)定性和孔性能;
　　(4)分別考察交了攪拌速度、分散劑用量、交聯(lián)劑用量和致孔劑用量以及攪拌速度等因素對PVP-co-DVB粒徑和孔性能的的影響;結(jié)果表明:分散劑用量和攪拌速度對小球的粒徑分布影響顯著;交聯(lián)度和致孔劑的用量對小球的孔徑

6、和比表面積影響顯著;
　　(5)為了考察五種 PVP-QA-SXX對水中重金屬離子的吸附效果,本文選擇Pb(Ⅱ)為目標(biāo)重金屬離子,研究了PVP-QA-SXX在不同pH、不同溫度、不同離子初始濃度以及吸附時間對 Pb(Ⅱ)離子的吸附行為。實驗結(jié)果表明:PVP-QA-SXX對Pb(Ⅱ)均表現(xiàn)出高吸附能力,且吸附能力受pH影響較大;吸附等溫線符合Langmuir理論,吸附平衡時間在30分鐘內(nèi);吸附過程為自發(fā)不可逆、混亂度減小的過程,吸附