側(cè)鏈含介晶基團(tuán)聚醚型螯合樹(shù)脂的合成、表征及吸附性能.pdf

1、本文概述了以聚環(huán)氧氯丙烷為主鏈的聚醚型螯合樹(shù)脂以及液晶高分子的研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并合成了一系列以聚環(huán)氧氯丙烷為主鏈，側(cè)鏈接剛性聯(lián)苯類介晶基元，介晶基元尾端含(或不含)吡咯配位基的螯合樹(shù)脂，同時(shí)對(duì)合成工藝路線進(jìn)行了探討。采用IR、1H NMR對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，確認(rèn)了與預(yù)期結(jié)構(gòu)相符合;在合成的十種(三類)螯合樹(shù)脂，即PnCP、HPnCP(n=6,4,2)及HPx(x=a,d,CN,e)中，經(jīng)DSC和POM檢測(cè)證明：PnCP為無(wú)定

2、形的玻璃態(tài)聚合物，HPCN為液晶性聚合物，其余樹(shù)脂則為半結(jié)晶性聚合物。由此可以看出，主鏈的分子量和側(cè)鏈上的介晶基元種類對(duì)產(chǎn)物的相態(tài)影響很大：較高的分子量及含強(qiáng)極性端基的介晶基元有利于提高產(chǎn)物的有序度；此外，TGA測(cè)試結(jié)果表明：樹(shù)脂在250℃之前具有良好的耐熱穩(wěn)定性。一般說(shuō)來(lái)，合成樹(shù)脂的取代度均大于相應(yīng)的產(chǎn)率并隨產(chǎn)率的升高而升高，同類樹(shù)脂在取代度上雖有差別，但其熱性能(相轉(zhuǎn)變溫度)卻幾乎相同，由此反映出介晶基元的結(jié)構(gòu)與親核取代反應(yīng)活性之問(wèn)

3、的關(guān)系。
　　 對(duì)合成的螯合樹(shù)脂進(jìn)行了一系列常規(guī)的吸附性能研究，如：對(duì)單個(gè)金屬離子的靜態(tài)最大吸附量、pH值對(duì)吸附容量的影響、吸附動(dòng)力學(xué)、等溫吸附以及樹(shù)脂的再生性能等。結(jié)果表明：樹(shù)脂對(duì)Cu2+，Hg2+，Co2+有著較高的吸附容量，對(duì)Cd2+，Zn2+，pb2+也有一定的吸附，但對(duì)Mg2+，Ni2+的吸附性能則較差，表現(xiàn)出良好的吸附選擇性；pH值對(duì)樹(shù)脂吸附性能影響較大，并因金屬離子的類別而有不同的表現(xiàn)形式；樹(shù)脂對(duì)Cu(pH4)和H

4、g(pH4)達(dá)到吸附平衡所需的時(shí)間分別約為2.5h和4.0h，其吸附過(guò)程均符合G.E.Boyd液膜擴(kuò)散方程，說(shuō)明液膜擴(kuò)散為吸附過(guò)程的主控步驟；HP4CP和HP2CP對(duì)Co(pH5)和Cd(pH5)達(dá)到飽和吸附時(shí)的金屬離子溶液濃度為0.06～0.08mol/1，除HP2CP對(duì)Cd(pH5)的等溫吸附過(guò)程不符合Langmuir方程外，其余等溫吸附過(guò)程均既可用Langmuir方程也可用Freundlich方程來(lái)描述；此外，樹(shù)脂具有良好的可再生

5、性，經(jīng)過(guò)三次解吸后重新吸附，吸附量還能達(dá)到第一次吸附量的94％以上。
　　 對(duì)其中合成的五種半結(jié)晶(液晶)性螫合樹(shù)脂分別進(jìn)行退火和淬火熱處理，室溫下獲取有序度較高的結(jié)晶(液晶)玻璃態(tài)與有序度較低的各向同性玻璃態(tài)，旨在研究樹(shù)脂的熱形態(tài)對(duì)金屬離子吸附性能的影響，結(jié)果表明：樹(shù)脂在不同熱形態(tài)下對(duì)同一金屬離子確實(shí)存在著吸附容量上的差異且規(guī)律性較強(qiáng)，此規(guī)律性又因不同的金屬離子而有不同的表現(xiàn)形式，因此可望通過(guò)改變樹(shù)脂的有序度來(lái)提高對(duì)某一金屬離

6、子的吸附選擇性。從樹(shù)脂分子平均間距與金屬離子有效水合半徑相匹配以及軟硬酸堿(HSAB)原則的角度對(duì)機(jī)理作了初步的探討，并較成功的解釋了液晶態(tài)樹(shù)脂不同于結(jié)晶態(tài)樹(shù)脂的特殊吸附行為。
　　 將樹(shù)脂配成氯仿溶液，研究其在液相萃取法下對(duì)金屬離子的吸附性能，發(fā)現(xiàn)溶液態(tài)樹(shù)脂對(duì)Mg(pH10)、Cu(pH5)、Hg(pH4)、Cu(pH8)和Cd(pH8)的吸附量大于相應(yīng)固態(tài)樹(shù)脂的吸附量；對(duì)Cd(pH5)、Co(pH5)及Zn(pH8)的吸附量