磺酸鹽型吸附材料的制備及其對金屬離子的吸附性能研究.pdf

1、近年來,高吸附容量、性能好的吸附劑成為研究的熱點(diǎn)。在含有活性基團(tuán)的材料表面通過表面接枝改性,制得吸附性能高的新型吸附材料。本研究在D301樹脂、淀粉、MUF樹脂表面分別接枝對苯乙烯磺酸鈉,對金屬離子有較高的吸附量,因此本研究結(jié)果在金屬離子吸附方面有重要的科學(xué)意義與應(yīng)用價(jià)值。
　　本論文合成了三種功能化吸附材料,并對材料的吸附性能開展了系統(tǒng)的研究。
　　以D301為原料，300℃下處理形成表面炭化材料（CD301）,利用CD3

2、01表面保留的胺基與溶液中的過硫酸銨構(gòu)成氧化-還原引發(fā)體系,將對苯乙烯磺酸鈉（Sodium styrene sulfonate, SSS）接枝到CD301表面,成功制備出一種新型磺酸鹽型吸附材料PSSS-g-CD301。采用紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡（SEM）、元素（EA）分析進(jìn)行了表征,并用稱重法和滴定法測定了接枝率。研究了影響表面引發(fā)接枝聚合反應(yīng)的主要因素,采用靜態(tài)法研究了PSSS-g-CD301對Fe3+的吸附行為。結(jié)果表明,

3、最佳接枝條件：采用滴加引發(fā)劑溶液的加料方式,反應(yīng)時(shí)間為10h,引發(fā)劑濃度為單體質(zhì)量的1％,溫度為35℃,單體質(zhì)量為溶液質(zhì)量10%，接枝度達(dá)17.8%。PSSS-g-CD301對Fe3+的吸附容量在pH=2,溫度=15℃條件下,可以達(dá)到0.28mmol·g-1；準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)方程可以更好地描述吸附動(dòng)力學(xué)規(guī)律；吸附行為符合Langmuir與Freundlich吸附模型；并分別計(jì)算了熱力學(xué)參數(shù)△H、△G、△S,結(jié)果表明, PSSS-g-CD30

4、1對Fe3+的吸附過程為自發(fā)的放熱過程。
　　以淀粉（Starch, ST）為原料，600℃下處理形成炭材料（CST），利用CST表面保留的羥基與溶液中的鈰鹽構(gòu)成氧化-還原引發(fā)體系,將對苯乙烯磺酸鈉（SSS）接枝到CST表面,成功制備出一種新型磺酸鹽型吸附材料PSSS-g-CST。采用紅外光譜（FTIR）、掃描電鏡（SEM）、元素分析（EA）進(jìn)行了表征,并用稱重法和滴定法測定了接枝率。研究了各種因素對接枝度的影響,并采用靜態(tài)法研究

5、了PSSS-g-CD301對Fe3+的吸附行為。結(jié)果表明,反應(yīng)的最佳接枝條件：H+濃度為0.36mol·L-1、反應(yīng)溫度為45℃、引發(fā)劑濃度為6.2mmol·L-1。PSSS-g-CST材料對Fe3+離子具有很強(qiáng)的吸附能力,最大吸附容量可達(dá)到0.3mmol·g-1。吸附速率快,且吸附容量隨溫度升高而減小,在可以抑制Fe3+水解的pH范圍內(nèi),吸附量隨pH增大而增大。
　　利用三聚氰胺-尿素-甲醛共聚樹脂（MUF）表面的氨基與過硫酸銨

6、構(gòu)成氧化-還原引發(fā)體系,實(shí)現(xiàn)對苯乙烯磺酸鈉（SSS）在MUF樹脂表面的接枝聚合,再低溫炭化,制得高吸附性能磺酸鹽型吸附材料PSSS-g-MUF。采用紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡（SEM）、元素分析（EA）、熱重分析（TG）進(jìn)行了表征,并用稱重法和滴定法測定了接枝率?？疾炝擞绊懕砻嬉l(fā)接枝聚合反應(yīng)主要因素。研究結(jié)果表明,胺基-過硫酸銨體系可以有效地引發(fā)SSS單體在MUF表面接枝聚合。采用先加單體后加引發(fā)劑的加料方式,反應(yīng)時(shí)間為14h,引