Mannich反应制备氨基树脂及由其制备的螯合树脂的吸附性能

以乙酰化聚苯乙烯微球为原料经Mannich反应制备了氮含量达13 7mmol/g的氨基树脂,再由该氨基树脂制备了氨基羧酸型和氨基膦酸型螯合树脂,测试了两种螯合树脂对Cu2+、Zn2+、Ni2+的吸附性能。体系中乙酰基会发生多取代反应。将螯合Cu2+、Zn2+、Ni2+离子的树脂吸附牛血清白蛋白第五组分(BSA-V),结果表明氨基羧酸型树脂对BSA-V的吸附性能优于氨基膦酸型树脂。

水杨酸型螯合树脂对Fe(Ⅲ)离子的螯合吸附行为

以5-氨基水杨酸(ASA)为胺化试剂,使氯甲基化的交联聚苯乙烯(CMCPS)微球表面的苄氯基团发生亲核取代反应,制得了水杨酸型螯合树脂ASA-CPS.研究了该螯合树脂对金属离子的螯合吸附行为,探讨了其吸附热力学与吸附机理,考察了介质pH值对树脂螯合吸附性能的影响以及树脂对不同金属离子的螯合吸附能力.实验结果表明,水杨酸型螯合树脂ASA-CPS对重金属离子具有强螯合吸附性能,尤其对Fe3+离子表现出很强的螯合吸附能力,常温下吸附容量可达21 g/100 g.吸附过程属熵驱动的化学吸附过程,升高温度,吸附容量增高;在可抑制金属离子水解的pH范围内,介质的pH值越高,螯合吸附能力越强;对于性质不同的金属离子,ASA-CPS的吸附性能是有差别的,吸附容量的顺序为Fe3+>Ni2+>Cu2+>Zn2+.

聚苯乙烯基硫脲螯合树脂的制备及对Au(Ⅲ)吸附性能的研究

以氯甲基化聚苯乙烯树脂微球为原料,经胺化、接酯反应,合成了侧链上含有硫脲功能基的新型螯合树脂,研究了该树脂对Au(Ⅲ)的吸附性能。结果表明,树脂对Au(Ⅲ)吸附容量为1.84mmol.g-1,吸附过程符合G.E.Boyd液膜扩散方程,液膜扩散为吸附主控步骤;等温吸附可由Langmuir模型描述,为单分子层吸附。

合成水杨酸-交联聚苯乙烯螯合树脂的新途径

采用氯甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷对交联聚苯乙烯(CPS)微球实施了氯甲基化反应,然后使5-氨基水杨酸(ASA)与氯甲基化交联聚苯乙烯微球表面的苄氯基团发生亲核取代反应,制得了氨基水杨酸-交联聚苯乙烯(ASA-CPS)螯合树脂。考察了主要反应条件对取代反应的影响,初步试验了ASA-CPS对金属离子的螯合性能。结果表明:ASA-CPS对Fe(Ⅲ)离子具有很强的螯合能力,吸附容量达3.77 mmol/g。

氯甲基化交联聚苯乙烯微球的氨甲基化改性及席夫碱型螯合树脂微球的制备

以氯甲基化交联聚苯乙烯(CMCPS)微球为出发物质,首先在催化剂KI存在下,与六次甲基四胺(HMTA)进行Delepine反应,制得氨基化改性的聚苯乙烯微球AMCPS;然后再使微球AMCPS与水杨醛(SA)发生Schiff碱反应,制备了Schiff碱型螯合树脂SACPS微球,采用红外光谱法表征了其化学结构。重点研究了CMCPS微球氨基化改性Delepine反应的影响因素,探讨了反应机理。研究结果表明,催化剂KI对CMCPS微球表面的苄氯基团与HMTA之间的Delepine反应,具有很强的催化作用;使用极性较强的溶剂DMSO及在较高的温度(80℃)下反应,氯甲基转变为氨甲基的效率高;Schiff碱型螯合树脂SACPS对Cu2+离子具有良好的螯合能力。

聚苯乙烯乙酰化苯丙氨酸型树脂对Ni^(2+)的螯合性能

用氯乙酰化聚苯乙烯(Chloroacetylized Polystyrene,PS-Acyl-Cl)树脂替代氯甲基树脂与苯丙氨酸(Phenylalanine,Phe)反应制备了PS-Acyl-Phe型螯合树脂,并研究了该树脂在pH、螯合时间、Ni2+浓度等不同条件下对Ni2+的螯合性能,得到了Ni2+型介质的最佳螯合条件:Ni2+溶液浓度为0.1mol/L,pH为3.5～9.0,螯合时间5h,此时树脂的最高螯合量为0.91mmol/g,Phe螯合效率为40.8%.

聚苯乙烯负载氨基葡萄糖螯合树脂的合成及对钴离子的吸附研究

合成了新型螯合树脂聚苯乙烯负载葡糖胺(PS-GA),并研究了所合成树脂对Co(Ⅱ)的静态吸附性能、吸附动力学及影响吸附的因素.结果表明:该树脂对Co(Ⅱ)有一定的吸附量;螯合树脂对Co(Ⅱ)的吸附受温度、pH值、溶液浓度的影响.在实验范围内,螯合树脂对Co(Ⅱ)的吸附性能随温度的升高呈增大趋势,即较高温度有利于吸附.

一种多羟基螯合树脂的合成及其对硼的吸附

以氨基葡萄糖和聚苯乙烯为原料合成新的螯合树脂,检测了螯合树脂的氯含量和红外光谱;然后利用氨基葡萄糖螯合树脂与硼的螯合性质,通过实验研究其对硼的吸附能力,并研究了温度、时间等影响螯合树脂吸附的因素。根据热力学有关原理,计算出树脂吸附硼的热力学数据,从而得出树脂对硼的吸附效果。结果表明:合成的螯合树脂对硼有一定的吸附效果;较高温度有利于吸附,为吸热反应;ΔG小于0,吸附过程可以自发的进行。

聚苯乙烯硫代氨基脲螯合树脂的制备及其对重金属离子的吸附性能研究

以苯乙烯为单体采用分散聚合法合成聚苯乙烯微球,1,4-二氯甲氧基丁烷与聚苯乙烯反应得到氯甲基化聚苯乙烯,用氯甲基化聚苯乙烯与硫代氨基脲反应得到的聚苯乙烯硫代氨基脲螯合树脂。采用红外光谱法、扫描电镜、X射线光电子能谱对其结构及元素组成进行分析。考察了聚苯乙烯硫代氨基脲螯合树脂对Ag+、Cu2+、Pb2+和Cr3+重金属离子的吸附性能。聚苯乙烯硫代氨基脲螯合树脂对Ag+、Cu2+、Pb2+和Cr3+的吸附容量分别为16.38 mg/g、15.25 mg/g、13.69 mg/g和13.12 mg/g。

聚苯乙烯改性烷氧羰基硫脲螯合树脂对Cu(Ⅱ)的吸附性能

采用静态吸附法考察了吸附时间、吸附温度、Cu(Ⅱ)初始浓度和溶液酸度对聚苯乙烯改性烷氧羰基硫脲螯合树脂(PSATU)吸附Cu(Ⅱ)性能的影响,树脂对Cu(Ⅱ)的饱和吸附容量为0.431mmol/g。PSATU树脂吸附过程符合Boyd液膜扩散方程和Langmuir等温吸附模型。吸附过程焓变和熵变大于零,吉布斯自由能变化值小于零,吸附过程为吸热的自发过程。PSATU树脂吸附Cu(Ⅱ)后,C=O、C=S和N-H键的吸收峰发生了变化,表明吸附过程中Cu与相应官能团发生了配位。

一种新型螯合树脂固相萃取填料的制备及其吸附性能研究

以苯乙烯为单体,1,4-二氯甲氧基丁烷和硫代氨基脲为原料合成了聚苯乙烯硫代氨基脲螯合树脂。采用红外光谱法、扫描电镜、X射线光电子能谱对其结构及元素组成进行分析。测定了该螯合树脂的吸附性能,结果表明该螯合树脂对Mn2+、Cd2+、Hg2+、Pb2+的吸附容量分别为16.25、14.23、9.93和11.95mg·g-1。

异丙醇胺化聚苯乙烯螯合树脂的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附

为了吸附水中的Cr(Ⅵ),通过母体氯甲基化聚苯乙烯(氯球)与配体异丙醇胺(IPA)的接枝反应,制得异丙醇胺化聚苯乙烯螯合树脂(IPAR),并通过红外光谱、元素分析、热失重分析等手段对IPAR结构进行表征。将IPAR作为吸附材料对水中的Cr(Ⅵ)进行吸附,探究pH、共存离子、温度等因素对吸附量的影响,结果表明在pH=3.0、温度为308 K、吸附时间为4 h时,IPAR对Cr(Ⅵ)最大饱和吸附量为145.5 mg·g^(-1),吸附过程符合二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型,故该吸附过程以单分子层化学吸附为主;pH对吸附量的影响结果表明在pH=3.0时质子化的IPAR与HCrO4^(-)和CrO4^(2-)之间的静电作用与化学吸附达到最佳效果。0.5 mol·L^(-1)的NaOH溶液可使IPAR解吸完全,经过5次吸附-解吸循环使用后的树脂仍保持良好的吸附能力。

1-甲烷磺酰哌嗪化聚苯乙烯螯合树脂的合成及对Pd(Ⅱ)的吸附

针对钯催化剂回收效率低、成本高等问题,提出氯甲基化聚苯乙烯基1-甲烷磺酰哌嗪螯合树脂(PS-MSP)选择性吸附回收Pd(Ⅱ)的方法。结构及吸附性能测试结果表明配体1-甲烷磺酰哌嗪(MSP)成功交联到氯甲基化聚苯乙烯微球(PS-Cl)上;PS-MSP对Pd(Ⅱ)具有良好的选择性吸附,最大吸附量为223.8 mg·g^(-1)(25℃,48 h,pH=4)。吸附机理分析结果表明PS-MSP对Pd(Ⅱ)的吸附过程符合二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型,吸附过程为物理与化学吸附共存的自发进行的吸热过程;PS-MSP中的N与Pd(Ⅱ)间形成配位键。循环实验结果表明,经过5次吸附-解吸循环使用后树脂保持良好的吸附性能,该螯合树脂在钯催化剂回收方面有良好的应用前景。

一种亚胺羧酸型螯合树脂的合成

采用悬浮聚合法,以甲苯为油相,聚乙二醇为乳化剂,氯化钠分散油相,以1,2-二乙烯基苯(o-DVB)和亚氨基二乙酸二乙酯为原料合成了亚胺羧酸型螯合树脂。分析了产物的官能团和外观形态,研究了溴化时间、引发剂、原料配比对溴化聚苯乙烯产率的影响。结果表明:溴化聚苯乙烯产率随溴化时间的延长先增大后降低,最佳溴化时间为45 min;溴化聚苯乙烯产率随引发剂用量的增加先快速增加再下降,但降幅变化不大,当引发剂用量为0.18 g时,达最大值72%;在聚合中,随着o-DVB与溴化二乙烯基苯摩尔比的增加,产物产率增加,但官能团密度降低;引发剂用量越多,溴化聚苯乙烯粒径越小,且具有较高的成球率。

一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂的合成与表征

以氯乙酰化聚苯乙烯微球(PS-acyl-Cl)为大分子引发剂通过原子转移自由基聚合法(ATRP)引发亲水性单体丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体的共聚合,制得一种具有"柔性"的触角状亲水性环氧载体(PS-acyl-gP(AM-co-GMA)),再经二乙醇胺(DEA)的环氧基开环胺化反应,得到一种含有多齿-五元螯合环的触角状亲水性羟胺树脂(PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)-DEA)。经过合成条件优化,结果表明,用乙醇和水组成的混合溶剂,溶剂量为V(Solv)/V(DEA)=3(体积比,下同),试剂用量为n(DEA)/n(epoxy)=2(摩尔比,下同),90℃反应约0.25 h,羟胺树脂增重率可以达到最大值58.6%,经元素分析可得其二乙醇胺担载量最高可以达到3.51 mmol/g,环氧基的转化率最大可以高达86.5%。且羟胺树脂的增重率随着环氧载体链长的增加而增加,而环氧基的转化率也随链长的增加而增加,后者表明,链长似乎有促进作用或邻近基团促进作用。将该螯合树脂直接用于硼的吸附,其饱和吸附量约为37.7 mg/g且树脂5min即可达到吸附平衡,与其它已报道的吸硼树脂相比,该树脂具有更高的吸附量和吸硼速率。

基于醛基化改性的交联聚苯乙烯微球制备席夫碱型螯合树脂的研究

在缚酸剂Na2CO3存在下,使溶胀的氯甲基化交联聚苯乙烯(CMCPS)微球表面的氯甲基与对羟基苯甲醛(HBA)发生亲核取代反应,制得了醛基(AL)化改性的交联聚苯乙烯(ALCPS)微球;利用所制得的ALCPS微球与甘氨酸(GL)发生缩合反应,制备了同时含有席夫碱配基与羧基的席夫碱型螯合树脂AGCPS微球。采用红外光谱法表征了微球功能基团的结构变化,重点研究了CMCPS微球醛基化改性反应,考察了影响亲核取代反应的主要因素,推测和探讨了反应的机理。研究表明,CMCPS微球表面的苄氯基团与HBA缩合反应的速率与HBA的浓度无关,属于典型的SN1反应;使用极性较强的溶剂DMF,在较高的反应温度(90℃)下,有利于亲核取代反应的进行。所得席夫碱型螯合树脂对铜离子具有较强的螯合吸附能力。