聚1，8-萘二胺的氧化合成及其重金屬離子高效吸附.pdf

1、近年來，芳香二胺聚合物以其多功能性及多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景而成為化學(xué)、物理和材料交叉學(xué)科的研究熱點(diǎn)之一。1，8-萘二胺(18DAN)聚合物更是以其簡易的制備和獨(dú)特的性能不斷吸引著科學(xué)家的研究興趣，特別在對(duì)重金屬離子探測(cè)和吸附等方面日益引起人們的興趣和重視。本文采用化學(xué)氧化聚合和電化學(xué)氧化聚合方法制備1，8-萘二胺均聚物，并系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和性能的表征研究。首先通過化學(xué)氧化聚合，分別以三氯化鐵(FeCl3)和過硫酸銨[(NH4)2

2、S2O8]為氧化劑成功地合成了二種1，8-萘二胺均聚物：P18DANa和P18DANb。采用紅外光譜(FT-IR)、元素分析(EA)、高分辨核磁共振碳譜(13C-NMR)、電感藕合等離子體法(ICP)、紫外光譜(UV-vis)及滴定法對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)和重金屬離子吸附進(jìn)行了系統(tǒng)的研究并推測(cè)出聚合物結(jié)構(gòu)，同時(shí)從吸附動(dòng)力學(xué)、吸附熱力學(xué)、溶液pH值、吸附溫度、聚合物加入量和聚合物粒徑等方面討論了P18DAN對(duì)Ag+、Cu2+、Co2+離子的

3、吸附性能，最后對(duì)P18DAN吸附重金屬離子的機(jī)理進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明：以三氯化鐵為氧化劑得到的P18DANa為階梯型結(jié)構(gòu)，聚合物鏈段中除了自由端胺基外基本不含其它自由胺基，以過硫酸銨為氧化劑得到的P18DANb為頭尾相連型結(jié)構(gòu)，聚合物鏈段中除了自由端胺基外還含有大量自由胺基；吸附時(shí)間的延長、重金屬離子溶液pH值的提高、聚合物粒徑的減小以及吸附溫度的升高均可提高P18DAN對(duì)重金屬離子的吸附性能；初始濃度的提高以及聚合物加

4、入量的適量減少均有利于P18DAN對(duì)重金屬離子吸附容量的提高。P18DANb對(duì)Ag+離子最大吸附容量可以到達(dá)1924.1mg/g，最大吸附百分率可以到達(dá)99.81％。；認(rèn)為P18DAN對(duì)Ag+離子吸附開始為物理和絡(luò)合反應(yīng)吸附，隨著吸附進(jìn)行轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸€原反應(yīng)吸附，最后單質(zhì)銀聚集在P18DAN粉末中，認(rèn)為P18DAN對(duì)Cu2+、Co2+離子吸附為物理和絡(luò)合反應(yīng)吸附，因?yàn)镃u2+/Cu和Co2+/Co的氧化還原電位低于P18DAN+/

5、P18DAN的氧化還原電位，所以P18DAN不能還原Cu2+和Co2+，同Cu2+、Co2+發(fā)生物理和絡(luò)合反應(yīng)吸附，而沒有氧化還原反應(yīng)吸附。相同吸附條件下，P18DAN對(duì)重金屬離子吸附容量和吸附百分率大小順序?yàn)椋?P18DANb/Ag+＞P18DANa/Ag+＞P18DANb/Cu2+＞P18DANb/Co2+。其次，1，8-萘二胺通過循環(huán)伏安電化學(xué)聚合物方法在0.1M NaClO4乙腈溶液或0.1MH2SO4水溶液中獲得