邻甲苯胺修饰的超高交联吸附树脂对氯酚的吸附研究

通过后交联反应和化学修饰制备了邻甲苯胺修饰的超高交联吸附树脂(OTMR),对其结构性质进行了表征。通过吸附动力学实验和等温吸附实验,探讨了OTMR对溶液中4-氯酚(4-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的吸附性能。实验结果表明,OTMR树脂具有较高的的比表面积和较丰富的微孔,对3种氯酚均具有良好的吸附性能。OTMR树脂对3种氯酚的吸附动力学过程符合准一级动力学方程,颗粒内扩散和液膜作用均是吸附速率的控制步骤。OTMR对4-CP和2,4-DCP以氢键、π-π作用形成的物理吸附为主;而对2,4,6-TCP的吸附过程还存在化学键形成的化学吸附作用。Langmuir等温方程能较好地拟合OTMR对3种氯酚的吸附等温线。OTMR对4-CP和2,4-DCP的吸附是自发、放热、熵减小的过程;而对2,4,6-TCP的吸附为自发、吸热、熵增加的过程。     

单宁酸修饰的超高交联吸附树脂对酚类化合物的吸附研究

通过氯甲基化的苯乙烯-二乙烯苯共聚物的后交联及单宁酸的化学修饰反应制备了单宁酸修饰的超高交联吸附树脂(TAMR),通过红外光谱、元素分析、扫描电镜和比表面孔径分析对TAMR树脂的结构特征和表面参数及形貌进行表征.通过等温吸附实验和吸附动力学实验研究了苯酚、对硝基苯酚和对氯苯酚在TAMR树脂上的吸附性能和吸附机理.结果表明,TAMR树脂具有较高的比表面积(780.1 m2/g)和较丰富的微孔(482.3 m2/g),树脂表面修饰了较丰富的羟基.TAMR树脂对苯酚、对硝基苯酚和对氯苯酚均具有较好的吸附性能,288 K时吸附量分别可达1.43、2.07和2.48 mmol/g(c0为500 mg/L).3种酚类化合物在TAMR树脂上的吸附为典型的物理吸附,其吸附焓变和熵变均为负值.当酚类化合物以分子形态存在时,有利于其被TAMR树脂吸附.Langmuir和Freundlich方程均能较好地拟合酚类化合物在TAMR树脂上的吸附等温线.吸附动力学过程符合准一级动力学方程,颗粒内扩散过程是TAMR树脂吸附这3种酚的吸附速率的主要控制步骤.     

乙酰苯胺修饰的吸附树脂对苯酚和对氯苯酚的吸附研究

通过Friedel-Crafts后交联及化学修饰反应,合成了乙酰苯胺基修饰的超高交联吸附树脂ZH-05,通过红外光谱(IR)和比表面及孔径分析(BET)对其结构进行表征.以Amberlite XAD-4树脂作为参照,通过等温吸附实验和吸附动力学实验探讨了ZH-05树脂对水溶液中苯酚和对氯苯酚的吸附性能和机理.结果表明,与XAD-4树脂相比,ZH-05树脂对苯酚和对氯苯酚均具有更佳的吸附性能.Langmuir和Freundlich方程均能较好拟合ZH-05树脂对苯酚和对氯苯酚的吸附等温线.ZH-05树脂对苯酚和对氯苯酚的吸附以焓推动的自发物理吸附过程为主,吸附过程放热;吸附符合准一级动力学吸附方程,颗粒内扩散是吸附过程的主要控制步骤.     

富羧类吸附树脂对水溶液中HIPI的吸附研究

以NDA99和NDA150树脂作为参照,通过等温吸附实验和吸附动力学实验探讨了修饰后的树脂对水溶液中5-对羟基苯基海因(HIPI)的吸附性能和机理.结果表明:羧基修饰的超高交联吸附树脂(FZH124)比NDA99和NDA150树脂对水溶液中HIPI具有更好的吸附效果,而且在303K时吸附效果最好.Langmuir和Freundlich方程均能较好拟合修饰树脂对HIPI的吸附等温线.HIPI在FZH124树脂上的动态吸附符合准一级动力学方程,303K时,树脂对HIPI的吸附速率最大,颗粒内扩散过程是该吸附过程的主要控制步骤.     

没食子酸修饰的超高交联吸附树脂对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附性能研究

通过后交联反应和化学修饰反应制备了没食子酸修饰的超高交联吸附树脂(GAMR),以大孔吸附树脂XAD-4树脂为对照,研究了GAMR对水中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的吸附性能.实验结果表明:GAMR具有较丰富的微孔,比表面积和微孔面积分别为1 232.3和899.5 m~2·g~(-1).GAMR对2,4-D的吸附动力学过程符合准一级动力学方程,吸附过程同时存在物理吸附和化学吸附.Freundlich等温方程能较好地拟合GAMR对2,4-D的吸附等温线.GAMR对2,4-D吸附过程的ΔG为负值,ΔH和ΔS均大于0,表明吸附是自发、吸热和熵增加的过程.与XAD-4相比,所制备的GAMR对2,4-D的吸附去除率显著提高.     

偏苯三酸酐修饰的树脂对邻苯二甲酸的吸附研究

用颗粒活性炭作比较,通过等温吸附实验和吸附动力学实验研究了偏苯三酸酐修饰的吸附树脂对邻苯二甲酸的吸附性能及吸附机理。结果表明,偏苯三酸酐修饰的树脂对邻苯二甲酸具有良好的吸附效果,吸附量随着温度的升高而下降。Freundlich吸附等温方程很好地拟合邻苯二甲酸在偏苯三酸酐修饰的树脂上的吸附行为。吸附焓变结果表明,吸附过程是以放热的物理吸附为主,且焓变的绝对值均随着吸附量的增大而减小。邻苯二甲酸在偏苯三酸酐修饰的树脂上的吸附过程符合准一级动力学方程,颗粒内扩散是吸附过程的主要控制步骤。     

没食子酸修饰树脂对对氯苯胺和对硝基苯胺的吸附行为

通过Friedel-Crafts后交联及化学修饰反应,制备了没食子酸修饰的超高交联吸附树脂(GAMR),并通过傅里叶变换红外光谱仪、元素分析仪和比表面及孔径分析仪对其理化性质进行了表征。通过等温吸附实验和吸附动力学实验,研究了GAMR树脂对不同温度下水溶液中的对氯苯胺和对硝基苯胺的吸附行为。结果表明,GAMR树脂具有较高的比表面积(1227.1m2/g)和较丰富的微孔(888.5m2/g),树脂表面修饰了较丰富的羟基和羰基。GAMR树脂对对氯苯胺和对硝基苯胺均具有良好的吸附性能,吸附量随着温度的升高而下降。Freundlich等温吸附方程能够更好地拟合吸附等温线数据,GAMR树脂对对氯苯胺和对硝基苯胺的吸附机理较复杂。吸附焓变ΔH0,表示吸附过程为放热反应,且以物理吸附为主;吸附自由能变ΔG0,说明吸附过程可自发进行;吸附熵变ΔS0,表明吸附质分子在树脂表面上的运动受到了限制。动力学实验结果表明,吸附过程符合一级动力学方程,颗粒内扩散是吸附过程的主要控制步骤。     

1,2,4-苯三酸酐修饰的吸附树脂对氯酚类物质的吸附研究

合成了1,2,4-苯三酸酐修饰超高交联吸附树脂,通过静态吸附,研究了树脂上对氯酚类物质的吸附性能及吸附机理。结果表明,树脂对4种氯酚类物质均具有较好的吸附性能,对2,4-二氯苯酚的吸附是化学吸附占主导作用,对对氯苯酚、2,6-二氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚的吸附都是物理吸附和化学吸附共同作用的过程,Freundlich吸附等温方程很好地拟合4种氯酚类物质在树脂上的吸附行为。     

化学修饰超高交联吸附树脂对水中四环素的吸附研究

本文采用偏苯三酸酐修饰的超高交联吸附树脂(TMAMR)和羟丙基纤维素修饰的超高交联吸附树脂(HPCMR)作为吸附剂,以NDA150树脂作对照,研究了3种树脂对水中四环素的吸附性能和吸附机理,同时考察了p H值和Na+浓度对TMAMR和HPCMR树脂吸附四环素的影响。结果表明,TMAMR和HPCMR树脂的比表面积较高,树脂表面修饰了大量的羟基,对四环素均具有较好的吸附性能。3种树脂对四环素的吸附量均随着温度的升高而增大,吸附过程中同时存在较强的物理吸附和化学吸附作用。Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能够较好地拟合吸附等温线,吸附机理较复杂。吸附热力学结果表明,四环素在3种树脂上的吸附为自发的吸热过程,且吸附过程的熵增加。p H值对TMAMR和HPCMR树脂吸附四环素有较大的影响,在中性条件下,树脂对四环素的吸附量最大,在强酸和强碱条件下树脂的吸附量均较低。吸附液中加入无机盐后,发生盐析作用,导致TMAMR和HPCMR树脂对四环素的吸附量增大。     

硫辛酸在三种不同树脂上的吸附热力学和动力学研究

通过静态吸附实验,研究了大孔交联聚苯乙烯树脂(XAD-4)、氧修饰超高交联聚苯乙烯树脂(NDA-100)和胺基修饰超高交联聚苯乙烯树脂(ND-90)对乙醇．水溶液中硫辛酸的吸附热力学及动力学特性,结果表明：硫辛酸在XAD-4树脂上是单层吸附,符合Langmuir等温吸附方程,吸附过程符合准一级动力学吸附方程。硫辛酸在NDA-100和ND-90树脂上的吸附也符合Langmuir等温吸附方程,但并不只是单层吸附,同时兼有毛细管凝聚和微孔填充作用,吸附过程可分为大孔和中孔区的吸附以及微孔区的吸附两个阶段,两个阶段都符合准一级动力学吸附方程。     

单宁酸修饰的后交联吸附树脂的制备及对氯酚的吸附性能

采用氯甲基化的低交联苯乙烯-二乙烯苯共聚物,通过交联反应和化学修饰反应制备了单宁酸修饰的后交联吸附树脂TAMR-1和TAMR-2,并对其进行了红外光谱分析、比表面及孔径分析和热重分析。通过静态吸附实验,比较了TAMR-1和TAMR-2对2-氯酚、4-氯酚和2,4-二氯苯酚的吸附去除率。通过小柱吸附-脱附实验,探讨了TAMR-1对3种氯酚的吸附性能。结果表明,与TAMR-2相比,TAMR-1的比表面积较高,氯残留量低,后交联反应与化学修饰反应更完全。TAMR-1和TAMR-2的外推起始分解温度均超过680K。TAMR-1树脂对3种氯酚(C0均为200mg/L)的吸附去除率均超过85%,明显高于TAMR-2树脂,且对2,4-二氯苯酚的吸附量最大。4%的NaOH溶液对吸附氯酚饱和后的TAMR-1树脂具有良好的再生效果。     

4种化学修饰的吸附树脂对水溶液中邻甲酚的吸附行为

分别以脯氨酸、L-谷氨酸、乙酰苯胺和水杨酸修饰的吸附树脂为吸附剂,邻甲酚为吸附质,在288K,303K和318K下的水溶液中进行静态吸附实验和脱附实验,考察树脂的吸附性能及吸附行为。实验结果表明,在4种经化学修饰的吸附树脂对邻甲酚的吸附过程中,降低温度有利于吸附;4种化学修饰的树脂对邻甲酚的吸附等温线均符合Freundlich模型,脱附率均大于85%,循环使用效果较好;在相同条件下,脯氨酸修饰的树脂和L-谷氨酸修饰的树脂对邻甲酚吸附性能更优异。热力学研究表明,4种树脂对邻甲酚的吸附过程均为自发的放热过程。     

一种后交联大孔吸附树脂的合成及其对苯酚和维生素B_(12)吸附性能研究

工业二乙烯苯悬浮聚合制备的大孔树脂,在二氯乙烷溶剂中以无水三氯化铁为催化剂进行悬挂双键后交联反应,得到的后交联树脂的比表面积和孔容都有显著增加.低温氮气吸附/脱附等温线得到的孔径分布曲线证明初始共聚物PDT-55(polydivinylbenzene,toluene as porogen)和PDH-55(polydivinylbenzene,heptane andtoluene as porogen)经后交联反应,所形成的新孔以微孔为主.树脂对水溶液中苯酚和维生素B12(VB12)的静态吸附研究发现树脂经后交联后,对苯酚的吸附量有显著提高,但对VB12的吸附量增加不大,原因是分子尺寸较大的VB12无法进入由悬挂双键后交联反应所形成的微孔.树脂PDT-55pc对苯酚的吸附量大于商品树脂XAD-4;后交联前后树脂PDT-55、PDT-55pc(post-crosslinking of PDT-55)、PDH-55、PDH-55pc(post-crosslinking ofPDH-55)对VB12的吸附量均大于树脂XAD-4.在本研究的实验条件下,Langmiur和Freundlich吸附等温线方程能很好地拟合树脂对水溶液中苯酚和VB12的吸附,相关系数在0.99以上.静态吸附动力学实验结果表明后交联前后树脂对苯酚的吸附较VB12更容易达到吸附平衡.吸附动力学数据的拟合结果显示,McKay二级吸附动力学模型符合树脂对苯酚的吸附,而对VB12的吸附更符合Lagergren一级吸附动力学模型.     

3种树脂对水溶液中对氯苯胺吸附性能的比较研究

通过静态吸附实验,研究了超高交联吸附树脂NDA-100、胺基化超高交联吸附树脂AH-1和AH-3对水溶液中对氯苯胺的吸附行为特性。结果表明,3种树脂吸附对氯苯胺均符合Langmuir等温吸附方程,吸附容量AH-1NDA-100AH-3。树脂的孔结构与表面化学性质是影响树脂吸附性能的重要因素。对氯苯胺在3种树脂上的吸附容量随溶液中氯化钠含量和pH值的升高而升高。     

化学修饰的大孔吸附树脂对1,2-苯并异噻唑-3-酮的吸附研究

选用在有机废水处理中已经得到广泛使用的商业化树脂Amberlite XAD-4作参照,通过等温吸附实验和吸附动力学实验研究了单宁酸和邻羧基苯甲酰基修饰的吸附树脂(分别命名为FZH-11和FZH5)对1,2-苯并异噻唑-3-酮的吸附性能。结果表明,修饰后的树脂FZH-11和FZH5对1,2-苯并异噻唑-3-酮具有较高的吸附容量,吸附过程存在化学吸附作用。1,2-苯并异噻唑-3-酮在FZH-11和FZH5树脂上的吸附过程符合准一级动力学方程,颗粒内扩散是吸附过程的主要速度控制步骤。FZH-11和FZH5树脂经酸液脱附可重复利用,废水在得到有效治理的同时实现了1,2-苯并异噻唑-3-酮的资源化回收利用。     

化学修饰吸附树脂对水中邻苯基苯酚的吸附研究

研究了以不同基团修饰的吸附树脂对水中邻苯基苯酚的吸附行为,考察了吸附温度、时间、溶液浓度和吸附剂的种类对邻苯基苯酚的吸附效率的影响.结果表明:实验条件下,化学修饰的吸附树脂对邻苯基苯酚较佳的吸附温度为303K,具有丰富羰基基团修饰同时具有合适孔径的吸附树脂及更好的吸附效果,吸附等温线更符合Langmuir方程,吸附动力学符合Lagergren准一级动力学吸附方程.     

氨基酸螯合吸附树脂对苯酚的吸附行为研究

合成了一种L-酪氨酸修饰的螯合吸附树脂(AJS-02),并与超高交联树脂NDA-150作对比,研究了其对苯酚的吸附和脱附行为.静态实验结果表明,在研究的浓度范围内,吸附平衡数据符合Langmuir等温吸附方程且吸附为放热过程.溶液的初始浓度为100 mg/L、吸附温度为288 K时,苯酚在AJS-02和NDA-150上的平衡吸附量分别为76.98和91.97 mg/g,苯酚在两种树脂上的吸附是比表面积和表面官能团共同作用的结果.动力学数据表明吸附动力学符合液膜扩散方程和颗粒内扩散方程,液膜扩散为吸附速率的主要控制步骤.动态吸附-脱附实验表明,AJS-02树脂对苯酚的动态穿透吸附量和饱和吸附量分别为5.26×10-2和6.60×10-2mmol/mL,采用95%乙醇作脱附剂,脱附率可达91.5%以上.     

胺基修饰的高度交联聚苯乙烯树脂对间苯二酚吸附行为研究

研究了AH系列胺基修饰的超高交联树脂对水溶液中间苯二酚的静态吸附行为特征,结果表明,它们对间苯二酚的吸附容量明显高于母体交联树脂NDA-100和大孔弱碱性阴离子交换树脂D301.AH系列树脂与吸附质分子之间不仅有范德华作用力,还存在着氢键等作用力.该类树脂对间苯二酚的吸附为自发的放热过程,属于以物理作用为主兼有弱化学作用的吸附过程.吸附速率符合准一级动力学方程,表观吸附速率常数随树脂胺基含量的升高而降低.     

间氨基水杨酸修饰超高交联吸附树脂对酚类化合物的吸附行为

合成间氨基水杨酸修饰的超高交联吸附树脂LZ-01,比较LZ-01树脂与NJ-8树脂对对甲基苯酚和对硝基苯酚的吸附能力,研究LZ-01树脂在不同温度(288K,313K,318K)下吸附水溶液中对甲基苯酚和对硝基苯酚的静态吸附热力学和动力学行为。结果表明,由于LZ-01树脂具有更大的比表面积、更多的微孔且含有氨基、羟基和羧基等基团,使其对对甲基苯酚和对硝基苯酚的吸附量明显高于NJ-8树脂。Freundlich方程对等温吸附数据能够很好地拟合,吸附焓变绝对值小于40kJ/mol,表明吸附是焓驱动的物理吸附过程。LZ-01树脂对对甲基苯酚和对硝基苯酚吸附动力学均符合准一级动力学方程,吸附速率随温度升高而增大,颗粒内扩散是该吸附过程的速控步骤。     

高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂的制备及吸附性能

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体, 氯甲基化的交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为大分子引发剂, CuBr/2,2'-联吡啶(Bpy)为催化剂, 采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)技术, 使甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合在CMCPS树脂表面, 制得了环氧化聚合物. 将该聚合物与亚胺基二乙酸(IDA)反应, 制备了高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂(IDA-PGMA-CMCPS), 用元素分析对其进行了表征. 考察了螯合树脂对Cu²⁺的吸附性能及动力学和热力学参数. 该螯合树脂表面IDA接枝密度达8.15 mg/m². 研究结果表明, 树脂对Cu²⁺的吸附量随离子浓度和温度的升高而增加, 当pH值为2.2时, 对Cu²⁺离子的吸附效果最佳. 树脂的静态饱和吸附容量为1339.66 mg/g, Langmuir和Freundlich方程均呈现良好的拟合度. 通过热力学平衡方程计算ΔG<0, ΔH=270.60 kJ/mol, ΔS>0, 表明该吸附过程是自发、 吸热、 熵增加的过程. 动力学研究结果表明, 准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果, 该过程符合准二级动力学模型.