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?qū)嵤┞燃谆磻?，制得氯甲基化的交?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(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)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(zhì)pH的增大而增強；吸附過程屬熵驅(qū)動的化學吸附過程，溫度升高，促進吸附過程；對于性質(zhì)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(jié)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(zhì)pH的增大而增強；吸附過程也屬熵驅(qū)動的化學吸附過程，溫度升高，有利于吸附過程。螯合樹脂