多氨基树脂的制备表征及其对水中酚类化合物的吸附机制

通过沉淀聚合法制备了三交联型的聚马来酸酐树脂(Polymaleic anhydride resin,PMAR),然后氨化接枝得到系列衍生的多氨基树脂,并采用红外光谱(FTIR)、Zeta电位、元素分析、扫描电镜(SEM)和N2吸附/解吸(BET)等手段对其进行了表征.对系列多氨基树脂的吸附性能进行比较发现,该系列树脂对4⁃硝基苯酚(4⁃NP)的吸附能力随氨基数量的增加而增加,其中以氨基数最多的四亚甲基五胺修饰的聚马来酸酐树脂PMAR⁃VA吸附性能最好.在各种酚类化合物中,PMAR⁃VA树脂对4⁃NP具有较高的选择性.同时,研究了树脂投加量、溶液pH、离子强度等因素对水中4⁃N吸附性能的影响,并对吸附过程进行了吸附动力学模拟,发现吸附过程符合拟二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可以很好地描述PMAR⁃VA对溶液中4⁃NP的吸附过程,最大吸附量为77.1 mg·g^(-1)(pH=6.0和25℃).吸附热力学结果表明,4⁃NP在PMAR⁃VA上的吸附是一个自发的物理吸附过程,其吸附机制主要为静电吸引和氢键.脱附再生实验发现,0.2 mol·L^(-1) NaOH溶液脱附效果最优.经5次循环再生使用,PMAR⁃VA树脂的吸附性能没有明显下降.

松香基三烯丙酯交联聚合树脂的合成及其对水中Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能与机制

以自制的松香基三烯丙酯(triallyl maleopimarate,TAMP)为交联剂,通过悬浮聚合法合成了一种松香基三烯丙酯交联聚合树脂(triallyl maleopimarate-acrylic copolymer,TAMPA),采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、N_(2)吸附脱附曲线和热重(TG)分析等方法对其物理化学结构及热稳定性等进行表征,采用批量吸附实验探讨了TAMPA投加量、溶液pH、温度、接触时间和离子强度等因素对TAMP树脂对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)重金属离子吸附性能的影响.结果表明,当pH值为2.0~5.0,TAMPA树脂对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附量呈先增大后平缓的趋势,pH=5.0为最大值.随着离子溶液的增加对TAMP树脂去除重金属离子有抑制作用;吸附动力学符合准二级模型;Freundlich等温吸附模型可以较好地描述TAMPA对3种重金属的吸附;吸附热力学结果表明其能自发对相关金属离子进行吸附.以EDTA为洗脱剂,重复再生3次后TAMPA仍有可观的吸附性能.结合XPS和量子化学计算模拟结果,提出了TAMPA对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附作用机制,主要为重金属离子与材料基体中的C=O氧配位螯合作用.

聚马来酸酐树脂的制备及其对水中环丙沙星的吸附行为和机制

通过沉淀聚合法合成聚马来酸酐树脂(Polymaleic Anhydride Resin,PMA),采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、比表面分析(BET)和热重(TG)分析对PMA进行了表征.同时,利用PMA对水中环丙沙星(CPX)进行吸附去除,系统研究了原料配比、PMA投加量、pH、离子强度和温度等因素对CPX吸附性能的影响.结果表明,pH在2.0~5.0范围内,PMA对CPX的去除效果随着溶液pH的增加而快速升高,在5.0~10.0之间呈小幅下降趋势;离子强度的存在对PMA去除CPX的行为总体上表现为抑制作用;PMA对水中CPX的吸附动力学过程符合拟二级动力学模型;Langmuir等温吸附模型可较好地描述PMA对水中CPX的吸附过程,理论最大吸附量为77.06 mg·g^(-1)(pH=5.0、25℃);吸附热力学分析表明,PMA对水中CPX的吸附是自发吸热的过程,属于物理吸附;吸附再生实验表明,0.2 mol·L^(-1)NaOH溶液是PMA的优选洗脱液,经过5次吸附⁃脱附循环后,对CPX仍具有稳定的吸附性能,可多次循环使用;最后,利用化学计算从微观上明确PMA的羰基O与CPX的羧基H的氢键对吸附起主要作用,而静电引力对吸附性能影响很小.