水楊酸型與8-羥基喹啉型螯合樹脂的制備及其對重金屬離子螯合吸附行為的研究.pdf

1、從工業(yè)廢水中分離重金屬離子，無論對環(huán)境保護還是經(jīng)濟發(fā)展都有積極的意義。高分子螯合樹脂以其對金屬離子選擇性螯合吸附，在適當條件下又可將金屬離子釋放的特性，越來越廣泛的應用到重金屬離子的分離提取操作之中。 水楊酸、8-羥基喹啉都是具有螯合功能的有機化合物，本文首先采用綠色無致癌毒性氯甲基化試劑-1，4-二氯甲氧基丁烷對交聯(lián)聚苯乙烯微球實施氯甲基化反應，制得氯甲基化的交聯(lián)聚苯乙烯微球(CMCPS)，再以其為基體，以5-氨基水楊酸(AS

2、A)與5-氯甲基-8-羥基喹啉鹽酸鹽為小分子反應物，通過大分子反應，分別將水楊酸與8-羥基喹啉(HQ)鍵合在基體樹脂上，成功地制得了水楊酸型和8-羥基喹啉型螯合樹脂ASA-CPS與HQ-CPS；采用紅外光譜、化學分析法以及分光光度法對兩種螯合樹脂的化學結構及鍵合程度進行了表征；研究考察了各種反應條件對制備反應的影響規(guī)律，以確定適宜的制備條件；重點研究了兩種螯合樹脂對重金屬離子的吸附性能、吸附機理與吸附熱力學。 研究結果表明，在通

3、過氨基水楊酸與CMCPS微球反應制備水楊酸型螯合樹脂ASA-CPS的過程中，氨基水楊酸分子中的氨基作為親核進攻基團，與微球CMCPS表面的氯甲基之間發(fā)生親核取代反應，該取代反應遵循單分子取代反應(SN1)的機理，反應速度不受氨基水楊酸濃度的影響，升高溫度與使用極性高的溶劑有利于反應的進行。 研究結果還表明，憑借靜電作用與螯合作用的協(xié)同，水楊酸型螯合樹脂ASA-CPS對重金屬離子具有很強的吸附能力，對Fe(III)離子的吸附容量可

4、達21g/100g；在可避免金屬離子水解的pH范圍內(nèi)，ASA-CPS對重金屬離子的吸附能力隨介質pH的增大而增強；吸附過程屬熵驅動的化學吸附過程，溫度升高，促進吸附過程；對于性質不同的金屬離子，ASA-CPS的吸附能力是不同的，吸附容量的順序為：Fe3+>Ni2+>Cu2+>Zn2+。 制備8-羥基喹啉型螯合樹脂HQ-CPS的過程，由兩步大分子反應組成。首先己二胺(HDA)與微球CMCPS微球反應，制得胺化微球HDA-CPS，然

5、后，胺化微球HDA-CPS與5-氯甲基-8-羥基喹啉鹽酸鹽在堿性條件下反應，從而制得螯合樹脂HQ-CPS。在胺化反應過程中，過量的己二胺起縛酸劑作用，增大己二胺用量有利于反應進行。 研究結果還表明，本研究所制備的8-羥基喹啉型螯合樹脂HQ-CPS對金屬離子也具有較強的螯合吸附能力，對Cu(II)離子的吸附容量達7g/100g；其吸附能力也隨介質pH的增大而增強；吸附過程也屬熵驅動的化學吸附過程，溫度升高，有利于吸附過程。螯合樹脂