基于PGMA的亚氨乙酸型复合螯合吸附材料IDAA-PGMA-SiO_2的制备

凭借偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的媒介作用,在溶液聚合体系中,采用"接出"法将单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝于微米级硅胶微粒表面,制得了接枝微粒PGMA-SiO2,使亚氨二乙酸(IDAA)与接枝PGMA的环氧基团发生开环反应,将IDAA基团引入接枝微粒表面,制得了复合螯合微粒IDAA-PGMA-SiO2。重点考察了接枝聚合的影响因素,并初步考察了螯合微粒IDAA-PGMA-SiO2对稀土离子的吸附行为。研究结果表明:已接枝到硅胶表面的聚合物层,会对后续的接枝聚合产生阻隔作用。温度及引发剂用量等因素显著影响接枝度,在适宜条件下可制得接枝度为17.48 g/100 g的接枝微粒PGMA-SiO2。在配位螯合作用下,接枝微粒对稀土Eu3+呈现强吸附能力。     

亚氨二乙酸型复合材料IDAA-PGMA/SiO2对重金属及稀土离子的吸附行为与吸附热力学

将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝于硅胶微粒表面,制得了接枝微粒PGMA/SiO₂; 使亚氨二乙酸(IDAA)与接枝PGMA的环氧基团发生开环反应, 从而将亚氨二乙酸基团引入接枝微粒表面, 制得了复合螯合微粒材料IDAA-PGMA/SiO₂. 本文研究了IDAA-PGMA/SiO₂对重金属及稀土离子的螯合吸附行为, 深入地研究了吸附机理与吸附热力学. 研究结果表明: 凭借亚氨二乙酸基团与重金属离子之间的静电作用与配位螯合作用的协同, 复合微粒材料IDAA-PGMA/SiO₂对重金属离子可产生强的螯合吸附作用, 尤其对Pb²⁺离子表现出很强的螯合吸附能力, 常温下吸附容量可达0.235 g·g^-1; IDAA-PGMA/SiO₂对重金属离子的吸附过程为一放热过程, 且为焓驱动的过程, 升高温度, 吸附容量降低; 对稀土离子的吸附过程则为熵驱动的过程; 在可抑制金属离子水解的pH范围内, 介质的pH值越高, IDAA-PGMA/SiO₂的螯合吸附能力越强; IDAA-PGMA/SiO₂对重金属离子的吸附容量远高于对稀土离子的吸附容量.     

表面引发接枝聚合法制备高接枝度的接枝微粒SiO2-g-PMAA

将偶联剂γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AMPS)键合在硅胶微粒表面,得到改性微粒AMPS-SiO2;使改性微粒表面的氨基与溶液中的过硫酸铵构成氧化-还原引发体系,实现了甲基丙烯酸(MAA)在硅胶微粒的表面引发接枝聚合,制得了高接枝度(0.30 g/g)的接枝微粒SiO2-g-PMAA;研究了影响表面引发接枝聚合的主要因素。 结果表明,适宜的温度为40 ℃。 已接枝到硅胶表面的聚合物层对后续的接枝聚合产生阻隔作用。 适宜的引发剂用量为单体质量的1.1%,适宜的单体质量分数为5%左右。     

表面引发接枝聚合法制备接枝微粒PHEMA/SiO2及其8-羟基喹啉功能化转变研究

通过用表面引发接枝聚合和高分子反应制备8-羟基喹啉型复合螯合微粒.首先使用γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AMPS)对微米级硅胶微粒进行表面改性,制得改性微粒AMPS-SiO2;使改性微粒AMPS-SiO2表面的氨基与溶液中的过硫酸盐构成氧化-还原引发体系,实施了甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)在硅胶微粒表面的高效引发接枝聚合,制得了接枝微粒PHEMA/SiO2.又以5-氯甲基-8-羟基喹啉(CHQ)为试剂,使接枝的PHEMA发生大分子反应,实现了接枝微粒PHEMA/SiO2的8-羟基喹啉功能化转变,制得了复合微粒HQ-PHEMA/SiO2.采用多种手段对两种微粒进行了表征,重点研究了氨基-过硫酸盐表面引发接枝体系的接枝聚合机理,并研究了CHQ与接枝PHEMA的醇羟基之间取代反应的机理,还初步考察了功能微粒HQ-PHEMA/SiO2对重金属离子的螯合吸附性能.研究结果表明,氨基-过硫酸盐表面引发接枝聚合体系具有很高的引发活性,在室温(30℃)即可制得高接枝密度(40 g/100g)的接枝微粒PHEMA/SiO2;CHQ与接枝PHEMA的醇羟基之间的取代反应遵循SN1的反应历程,使用强极性溶剂有利于反应的进行.微粒HQ-PHEMA/SiO2对重金属离子呈现很强的螯合吸附能力,是一种功能复合微粒.     

复合型螯合吸附材料PEI/SiO2对铜离子吸附性能的研究

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷的媒介, 将聚乙烯亚胺(PEI)偶联接枝到硅胶微粒表面, 制备了复合型螯合吸附材料PEI/SiO2;研究了PEI/SiO2对Cu2 的吸附性能. 复合型螯合吸附材料PEI/SiO2对Cu2 具有强的螯合吸附能力;等温吸附数据符合Langmuir方程, 且吸附量随温度升高而增大;pH对吸附量有很大的影响, pH 7时, 吸附量最高.     

螯合吸附材料PAO/SiO_2对重金属离子的螯合吸附行为

将丙烯腈接枝聚合在微米级硅胶微粒表面,经偕胺肟化转变,制得了接枝有聚偕胺肟(PAO)的复合型螯合吸附材料PAO/SiO2。本文重点考察了螯合吸附材料PAO/SiO2对几种重金属离子的螯合吸附行为,深入地研究了吸附机理。研究结果表明,偕胺肟基团与重金属离子之间的静电作用与配位螯合作用的协同,导致PAO/SiO2对重金属离子产生强的螯合吸附作用。在可抑制金属离子水解的pH范围内,介质的pH值越高,PAO/SiO2的螯合吸附能力越强;PAO/SiO2对性质不同的金属离子的吸附性能是有差别的,吸附容量的顺序为Cu2+Ni2+Pb2+Cd2+。     

水杨酸型螯合树脂对Fe(III)离子的螯合吸附行为

以5-氨基水杨酸(ASA)为胺化试剂, 使氯甲基化的交联聚苯乙烯(CMCPS)微球表面的苄氯基团发生亲核取代反应, 制得了水杨酸型螯合树脂ASA-CPS. 研究了该螯合树脂对金属离子的螯合吸附行为, 探讨了其吸附热力学与吸附机理, 考察了介质pH值对树脂螯合吸附性能的影响以及树脂对不同金属离子的螯合吸附能力. 实验结果表明, 水杨酸型螯合树脂ASA-CPS 对重金属离子具有强螯合吸附性能, 尤其对Fe3+离子表现出很强的螯合吸附能力, 常温下吸附容量可达21 g/100 g. 吸附过程属熵驱动的化学吸附过程, 升高温度, 吸附容量增高; 在可抑制金属离子水解的pH范围内, 介质的pH值越高, 螯合吸附能力越强; 对于性质不同的金属离子, ASA-CPS的吸附性能是有差别的, 吸附容量的顺序为Fe3+>Ni2+>Cu2+>Zn2+.     

水杨酸型螯合树脂对Fe（Ⅲ）离子的螯合吸附行为

以5-氨基水杨酸(ASA)为胺化试剂,使氯甲基化的交联聚苯乙烯(CMCPS)微球表面的苄氯基团发生亲核取代反应,制得了水杨酸型螯合树脂ASA-CPS.研究了该螯合树脂对金属离子的螯合吸附行为,探讨了其吸附热力学与吸附机理,考察了介质pH值对树脂螯合吸附性能的影响以及树脂对不同金属离子的螯合吸附能力.实验结果表明,水杨酸型螯合树脂ASA-CPS对重金属离子具有强螫合吸附性能,尤其对Fe3+子表现出很强的螯合吸附能力,常温下吸附容量可达21 g/100 g.吸附过程属熵驱动的化学吸附过程,升高温度,吸附容量增高;在可抑制金属离子水解的pH范围内,介质的pH值越高,螯合吸附能力越强;对于性质不同的金属离子,ASA-CPS的吸附性能是有差别的,吸附容量的顺序为Fe3+>Ni2+>Cu2+>Zn>3+     

二硫代氨基甲酸键合硅胶对Cu2+吸附性能研究

本文以柱层层析硅胶为原料,用γ-氨丙基三甲氧基硅烷对其表面进行修饰,制得氨基键合硅胶微粒,进而在碱性条件下与二硫化碳反应,合成二硫代氨基甲酸键合硅胶(DTC-SiO2)。以Cu2+为吸附对象,考察DTC-SiO2对金属离子的吸附性能,探讨了溶液pH值、吸附剂用量、初始Cu2+浓度、吸附时间等影响材料吸附效果的因素,并研究了吸附剂对Cu2+的吸附等温线和动力学吸附特性。结果表明,在温度298K下,DTC-SiO2对Cu2+的吸附符合Langmuir等温式,准二级吸附动力学方程能够很好地描述Cu2+在DTC-SiO2上的吸附动力学行为。     

功能接枝微粒PVI—SiO2的制备及其吸附特性初探

在偶联剂7-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的媒介作用下,在溶液聚合体系中,采用“接出”法将功能单体1一乙烯基咪唑（VI）接枝聚合于微米级硅胶微粒表面,制得了功能接枝微粒PVI—SiO2。采用红外光谱（FT—IR）、扫描电镜（SEM）及热失重分析（TGA）等方法对PVI—SiO2进行了表征;测定了接枝微粒的Zeta电位;考察研究了主要因素对接枝聚合的影响;初步探索了其对铬酸根负离子及重金属离子的吸附特性。研究结果表明：本接枝聚合体系亦呈现在固体微粒表面接枝聚合的一般规律,即已接枝到硅胶微粒表面的聚合物层,会对后续的接枝聚合产生阻隔作用;温度及引发剂用量等因素显著影响接枝度,在适宜条件下每100gPVI—SiO2接枝PVI21．63g。在较大的pH范围内,接枝微粒的Zeta电位为较大的正值,在静电相互作用下,接枝微粒对铬酸根离子会产生很强的吸附作用,吸附量可高达120mg／g;凭借配位鳌合作用,接枝微粒对重金属离子具有强的吸附能力。     

大孔吸附树脂的吸附机理

大孔吸附树脂(macroprous adsorption resin, MAR)是近几十年发展起来的一种具有多孔立体结构、人工合成的有机高分子聚合物。由于其特殊的理化性质和吸附性能,已被广泛应用于化学、医药、环保和食品等领域。本文介绍了近年来国内外对大孔吸附树脂在吸附机理研究方面的进展,重点介绍了不同温度条件下大孔吸附树脂对靶标分子的吸附热力学行为模式,靶标分子在大孔吸附树脂表面及孔内的吸附扩散行为模式。此外,大孔吸附树脂性能参数和靶标分子结构参数之间构效关系也对其吸附选择性规律具有重要的影响。因此,大孔吸附树脂与底物间构效关系的匹配程度及其对选择性的影响是大孔吸附树脂分离理论研究的核心。本文最后介绍了可以准确客观描述吸附过程并具有一定使用范围的大孔吸附树脂吸附模型的建立和评价。     

Adsorption

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Adsorption

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Fast Gas Adsorption Measurements For Complicated Adsorption Mechanisms

Jäntti introduced a method to reduce the time required for the stepwise measurement of adsorption isotherms. After each pressure change he measured the adsorbed mass three times and calculated its equilibrium value at the new pressure. In the present paper, we discuss the applicability of this method in a broader scope without starting from a given combination of sorptive and adsorbent and the influence of measuring inaccuracies. The method is applied to detect whether the adsorption process is based on more than one adsorption mechanism or not.     

Adsorption calorimetry

The efficiency of activated carbons prepared from corncob, to remove asphaltenes from toluene modeled solutions, has been studied in this work. The activating agent effect over carbonaceous solid preparation , and also temperature effect on the asphaltenes adsorption on the prepared activated carbons, was studied. The asphaltene adsorption isotherms were determined, and the experimental data were analyzed applying the Langmuir, Freundlich, Redlich–Peterson, Toth and Radke–Prausnitz and Sips models. Redlich–Peterson model described the asphaltenes isotherm on the activated carbons better. The asphaltenes adsorption capacities at 25° for activated carbons were: 1305 mg g^?1, 1654 mg g^?1 and 559.1 mg g^?1 for GACKOH, GACKP and GACH₃PO₄, respectively. Thermodynamic parameters such as ΔG°, ΔH°, and ΔS° were also evaluated from the adsorption isotherms in asphaltene solutions from toluene solutions, and it was found that the adsorption process was spontaneous and exothermic in nature. Kinetic parameters, reaction rate constant and equilibrium adsorption capacities were evaluated and correlated for each kinetic model. The results show that asphaltene adsorption is described by pseudo-second-order kinetics, suggesting that the adsorption process is chemisorption. The adsorption calorimetry was used to analyze the type of interaction between the asphaltenes and the activated carbons prepared in this work, and their values were compared with the enthalpic values obtained from the Clausius–Clapeyron equation.