磁性丙烯酸系功能化樹(shù)脂的制備及在水處理中的應(yīng)用.pdf

1、我國(guó)飲用水水源污染嚴(yán)重，NOMs(Natural Organic Matters，NOMs)是其中重要污染物之一，其不僅增加了水體的色度，影響水體的感官效果，而且是消毒副產(chǎn)物的重要前體，增加了飲用水消毒過(guò)程的健康安全隱患。水中的NOMs具有荷負(fù)電、分子量分布廣的特征。與常規(guī)活性炭吸附相比，離子交換技術(shù)對(duì)NOMs的去處更加有效，在飲用水處理中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。
　　本研究采用懸浮聚合法成功制備了強(qiáng)堿性丙烯酸系磁性陰離子交換樹(shù)脂(m-P

2、GMA)，并考察了m-PGMA對(duì)以溶解性腐殖酸為代表的NOMs的去除效果。通過(guò)比較季銨化改性前后樹(shù)脂去除溶解性腐殖質(zhì)的分子量和親疏水性特征，評(píng)價(jià)了樹(shù)脂基材吸附對(duì)該過(guò)程的貢獻(xiàn)，以及對(duì)m-PGMA樹(shù)脂再生效果的影響。得到的主要結(jié)論如下：
　　m-PGMA樹(shù)脂以甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為單體、油酸改性的Fe3O4為磁核。樹(shù)脂為球狀，含水率70.3％，離子交換容量為2.01 mEq/g;粒徑分布80～100μm，比表面積25.53m

3、2/g，平均孔徑2.75nm。樹(shù)脂呈核殼式結(jié)構(gòu)，F(xiàn)e3O4位于樹(shù)脂內(nèi)部，在外加磁場(chǎng)下可以實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂的快速高效分離。通過(guò)改變轉(zhuǎn)速可以有效控制樹(shù)脂的粒徑。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低至510r/min、420r/min，分別得到粒徑分布210～250μm和290～330μm的樹(shù)脂。
　　m-PGMA樹(shù)脂對(duì)溶解性腐殖酸的去除具有速率快、效率高的優(yōu)點(diǎn)。該動(dòng)力學(xué)過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。樹(shù)脂粒徑越小，對(duì)溶解性腐殖酸的吸附速率越快。通過(guò)Boyd模型可知，其吸附過(guò)

4、程液膜擴(kuò)散占主導(dǎo)作用。樹(shù)脂去除溶解性腐殖酸的熱力學(xué)平衡可以用Freundlich等溫線方程擬合。改性前的樹(shù)脂對(duì)溶解性腐殖酸的去除主要通過(guò)疏水作用和苯環(huán)間π-π作用等物理吸附。改性后的m-PGMA樹(shù)脂可以通過(guò)離子交換作用和物理作用去除腐殖酸。通過(guò)比較季銨化改性前后樹(shù)脂去除溶解性腐殖酸的分子量和親疏水性特征發(fā)現(xiàn)，未改性的樹(shù)脂對(duì)于小分子量(＜10KDa)組分的去除效果略好于大分子量(＞100KDa)組分，而對(duì)于疏水性組分去除效果遠(yuǎn)優(yōu)于親水性組