含酚羥基超高交聯(lián)分子印跡吸附樹(shù)脂的制備及吸附性能研究.pdf

1、超高交聯(lián)吸附樹(shù)脂相比于傳統(tǒng)的大孔吸附樹(shù)脂和凝膠型吸附樹(shù)脂，它因機(jī)械強(qiáng)度高、特異性吸附強(qiáng)、吸附容量大以及基團(tuán)功能化擴(kuò)展范圍廣而越來(lái)越受到人們的關(guān)注。目前，超高交聯(lián)吸附樹(shù)脂在污水處理、天然藥物有效成分提取、血液透析、分析化學(xué)、石油化工等領(lǐng)域廣泛運(yùn)用。我國(guó)在高分子吸附樹(shù)脂的研究以及吸附樹(shù)脂處理有機(jī)污水技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用上取得了很大的成就，特別是對(duì)污水中致癌有機(jī)物的去除，但樹(shù)脂以共價(jià)鍵吸附時(shí)，解吸困難，以氫鍵吸附時(shí)，吸附特異性不強(qiáng)。本文為了提升超

2、高交聯(lián)吸附樹(shù)脂的吸附特異性和吸附量，將超高交聯(lián)吸附樹(shù)脂與分子印跡技術(shù)相結(jié)合，制備一種針對(duì)苯胺有機(jī)污染物的吸附樹(shù)脂。此研究中，利用懸浮聚合法制備出低交聯(lián)苯乙烯-二乙烯苯聚合物（St-DVB），采用自制的1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB)為氯甲基化試劑，在后交聯(lián)中苯酚修飾，以環(huán)己胺為印跡模板，制備出含酚羥基修飾的超高交聯(lián)分子印跡吸附樹(shù)脂 PHMI，同時(shí)制備了已研究出的非分子印跡超高交聯(lián)吸附樹(shù)脂LM-5。
　　本研究將制備的樹(shù)脂用傅里葉

3、紅外光譜儀、比表面積與孔徑測(cè)試儀、電子掃描顯微鏡等進(jìn)行表征，然后研究了PHMI吸附樹(shù)脂在水體系和非水體系中對(duì)苯和苯胺混合溶液的吸附性能以及對(duì)苯胺的吸附選擇性，分析了體系溫度、濃度、pH值等因素對(duì)吸附性能的影響，特別是對(duì)吸附劑與吸附質(zhì)之間形成氫鍵的影響。系統(tǒng)研究了樹(shù)脂PHMI在水體系中對(duì)苯、苯胺的吸附熱力學(xué)和吸附動(dòng)力學(xué)。最后，比較了樹(shù)脂 PHMI與未分子印跡的LM-5樹(shù)脂的在水體系中對(duì)苯和苯胺吸附的綜合性能。制備出的樹(shù)脂 PHMI比表面積

4、為678.3m2/g，孔容為0.577cm3/g。研究發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂PHMI在初始濃度為800mg/g的水體系中，298K時(shí)對(duì)苯、苯胺的平衡吸附量分別為62.240mg/g、118.485mg/g。不同初始濃度下，苯胺的平衡吸附量均大于苯的平衡吸附量，主要是因?yàn)楸桨纺芘c樹(shù)脂PHMI的表面形成氫鍵。樹(shù)脂對(duì)苯、苯胺的吸附過(guò)程放熱，溫度升高時(shí)，對(duì)苯和苯胺的吸附量均降低。在298K中性條件下，PHMI對(duì)苯胺的吸附選擇系數(shù)大于1.5，呈現(xiàn)選擇性性吸附。

5、吸附熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，PHMI對(duì)苯的吸附符合Freundlich模型，對(duì)苯胺的吸附同時(shí)符合Freundlich模型與Langmuir模型，對(duì)苯胺的吸附是物理吸附和化學(xué)吸附同時(shí)存在，對(duì)苯的吸附僅為物理吸附。通過(guò) Lagergren模型和Kannan-Sundaram模型動(dòng)力學(xué)分析得出，樹(shù)脂 PHMI對(duì)苯和苯胺吸附速率由液膜擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散共同控制。PHMI對(duì)苯、苯胺吸附的顆粒外速率常數(shù)分別為0.0164 min-1和0.0128 min-1

6、，顆粒內(nèi)速率常數(shù)分別為5.491 mg?min-1/2?g-1和9.620 mg?min-1/2?g-1。pH對(duì)樹(shù)脂的吸附影響較大，尤其對(duì)苯胺的吸附影響更明顯，PHMI在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿下會(huì)失去對(duì)苯胺的吸附選擇性。苯和苯胺在 PHMI上解吸時(shí)間分別約為8h和12h，解析率分別為99.72％和91.20%。通過(guò)對(duì)比PHMI和LM-5在水體系混合溶液中吸附量，初始濃度為800mg/g，298K時(shí)，PHMI對(duì)苯胺的平衡吸附量比LM-5的大36.97

7、5mg/g，對(duì)苯的平衡吸附量比 LM-5的大16.284mg/g，對(duì)2-萘酚的平衡吸附量比 LM-5的大3.494mg/g。兩種樹(shù)脂在混合溶液中，對(duì)2-萘酚的吸附量差別不大，但PHMI對(duì)苯胺的吸附明顯大于LM-5對(duì)苯胺的吸附量，說(shuō)明PHMI不僅能與苯胺形成氫鍵，分子印跡后使其比一般氫鍵吸附樹(shù)脂的吸附量更大，吸附特異性更強(qiáng)。PHMI和 LM-5在不同 pH時(shí)對(duì)苯胺和2-萘酚吸附的變化趨勢(shì)接近。苯胺在樹(shù)脂 PHMI和LM-5的解吸效率分別為