PPS基螯合與離子交換纖維的合成、結(jié)構(gòu)表征及性能研究.pdf

1、離子交換與螯合纖維由于具有良好的吸附性能，目前已應(yīng)用于環(huán)保、分析、廢氣廢水凈化、貴重金屬及其他有用物質(zhì)回收等領(lǐng)域。近年來隨著離子交換與螯合纖維新品種的不斷增加，對(duì)不同骨架、含不同功能基的離子交換與螯合纖維的研究逐漸成為一個(gè)熱點(diǎn)。本課題對(duì)聚苯硫醚基螯合與離子交換纖維的制備、結(jié)構(gòu)表征及其性能進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)以聚苯硫醚(PPS)纖維為基本骨架，通過主鏈苯環(huán)的氯甲基化、與硫脲的置換反應(yīng)以及隨后的水解反應(yīng)，合

2、成PPS基硫脲和巰基螯合纖維。利用元素分析、紅外圖譜、掃描電鏡、X-射線粉末衍射等手段對(duì)所制纖維的結(jié)構(gòu)及組成進(jìn)行表征和分析，并對(duì)氯甲基化及置換反應(yīng)的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，考察原纖維預(yù)處理方式、溶脹時(shí)間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量等因素對(duì)PPS纖維氯甲基化反應(yīng)的影響，考察溶劑種類、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)氯甲基化PPS纖維置換反應(yīng)的影響。結(jié)果表明:適當(dāng)破壞纖維的結(jié)晶度和取向度有利于提高反應(yīng)程度，在適宜的反應(yīng)條件下，纖維氯甲基化的增重率可

3、達(dá)64.90％，氯元素含量為8.11mmol/g，硫脲螯合纖維和巰基纖維中功能基含量分別為1.84mmol/g、1.97mmol/g。
　　 (2)工業(yè)含鉻廢水中的Cr(Ⅵ)是以鉻酸根陰離子形式存在的，其中還含大量Cl-、SO42-等陰離子，同為二價(jià)的硫酸根與鉻酸根會(huì)在離子交換過程中形成強(qiáng)的吸附競(jìng)爭(zhēng)，因此分離困難。為此，通過氯甲基化PPS纖維的胺化反應(yīng)制得一種PPS基叔胺型離子交換纖維。利用化學(xué)滴定、元素分析、紅外圖譜等手段對(duì)纖

4、維的結(jié)構(gòu)及組成進(jìn)行表征和分析，以此為基礎(chǔ)，主要探討該纖維對(duì)Cr2O72-、SO42-共存體系中Cr(Ⅵ)的選擇吸附性能。結(jié)果表明:所制叔胺纖維具有較高的交換容量6.09mmol/g;靜態(tài)吸附條件下，60min達(dá)飽和吸附量的一半，吸附過程可用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型較好地模擬;動(dòng)態(tài)柱吸附條件下，SO42-的加入對(duì)纖維選擇性吸附Cr(Ⅵ)性能幾乎沒有影響，氫氧型和硫酸根型叔胺纖維對(duì)Cr(Ⅵ)的飽和吸附容量分別可達(dá)308.09mg/g和335.56m