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.     

新型胺基修饰的超高交联聚合吸附剂吸附水中酚类化合物的研究

合成了新的胺基修饰的超高交联AH系列吸附树脂．以弱碱树脂D301和超高交联吸附树脂ND100为参照，测定了AH系列吸附树脂吸附水中苯酚、对氯苯酚、对甲苯酚、对硝基苯酚的吸附性能。结果表明：修饰的超高交联吸附树脂对苯酚．对甲苯酚、对氟苯酚的吸附量比ND100和D301更大，而D301树脂对对硝基苯酚有最大的吸附量．提出了AH系列树脂对4种酚类化合物吸附行为的作用机理．     

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。     

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。     

一种亲水的酚羟基修饰聚苯乙烯树脂对酚类化合物的吸附热力学

在283-323K和研究的浓度范围内,苯酚、对甲苯酚、对氯苯酚和对硝基苯酚在亲水性的酚羟基修饰聚苯乙烯树脂（AM-1）与大孔吸附树脂（Amberlite XAD-4)上平衡吸附数据符合Freundlich吸附等温方程。酚类化合物在AM-1上的吸附容量比在Amberlite XAD-4上的吸附容量增加20%以上,这主要得益于AM-1表面的酚羟基入树脂的微孔结构。在较稀的溶液中AM-1对苯酚的吸附量比AmberliteXAD-4对苯酚的吸附量增加60%,表明AM-1对苯酚有特殊的选择性。Freundlich吸附等温线、相对吸附容量以及等量吸附焓表明,四种酚在两种树脂上的吸附是物理吸附过程。对酚类化合物被两种树脂吸附的吸附焓、自由能、吸附熵也作了测试,并对吸附行为作了合理的解释。     

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.     

氨基修饰超高交联树脂对单宁酸的吸附行为及机理研究

选用单宁酸作为天然有机酸中典型中分子、高水溶性有机酸,系统研究了氨基修饰超高交联树脂对单宁酸的吸附行为和机理.吸附等温线表明氨基修饰超高交联树脂WJN-08对单宁酸有较高的吸附容量,其静态饱和吸附量比传统商业吸附剂高15%以上;吸附表面分析表明离子键、π-π共轭作用和阳离子-π键是重要吸附作用力;吸附热力学试验表明树脂WJN-08吸附单宁酸是化学吸附主导,吸附焓变在20~22 kJ mol-1;吸附动力学试验表明树脂WJN-08吸附单宁酸速率同时受控于颗粒内扩散和膜扩散过程.动态小柱吸附-脱附实验表明树脂WJN-08对单宁酸有较好的吸附-脱附性能,饱和吸附量和穿透吸附量分别为24.43 mg g-1和19.56 mg g-1,脱附率为98.6%。     

羟肟酸型吸附树脂对苯酚的吸附性能

通过水杨羟肟酸(SHA)与氯甲基化交联聚苯乙烯微球之间的Friedel-Crafts烷基化反应,实现了SHA在交联聚苯乙烯微球(CPS)上的固载化,制得了SHA功能化微球SHA-CPS。采用红外光谱对其结构进行表征;通过吸附动力学实验和等温吸附实验研究了SHA-CPS微球对苯酚及对硝基苯酚的吸附行为,考察了介质的pH、温度对SHA-CPS微球吸附苯酚的影响,探讨了其吸附热力学与吸附机理。结果表明,SHA-CPS对苯酚及对硝基苯酚具有较强的吸附能力和较快的吸附速率,其吸附能力受温度和pH影响较大。SHA-CPS对苯酚及对硝基苯酚的吸附动力学过程符合准一级方程,其吸附行为符合Freundich吸附模型,属单分子层吸附。SHA-CPS吸附树脂具有良好的重复使用性能。     

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。     

甲氧基修饰的大孔交联树脂对苯酚的吸附机理

由大孔氯甲基化聚苯乙烯合成了含有悬挂醚键的甲氧基修饰的大孔交联树脂.通过化学分析(氯含量的测定)、红外光谱和元素分析等手段,确证甲氧基负载在聚苯乙烯骨架上,负载量为4.10mmol/g.测定了这种树脂对正己烷中苯酚的吸附等温线,表明其对正己烷中苯酚的吸附是放热的,随着温度的升高,吸附量逐渐降低,且吸附等温线可拟合成直线.通过吸附焓的计算、不同条件下吸附等温线的比较以及理论计算等方法,确证氢键是甲氧基修饰的大孔交联树脂吸附正己烷中苯酚的主要驱动力,树脂骨架上负载的醚氧原子与苯酚的酚羟基氢原子形成了强烈氢键.     

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.     

金属-有机骨架对苯二甲酸酯-铝吸附水中酚类化合物动力学和热力学

以吸附等温线、动力学和热力学等方法研究了金属-有机骨架对苯二甲酸酯-铝[MIL-53(Al),MIL:Materials of Institut Lavoisier]对水中邻硝基苯酚、苯酚和邻苯二酚的吸附行为。 MIL-53(Al)对上述酚类化合物的吸附符合准二级吸附动力学模型,且包含表面吸附和孔内扩散两个过程。 吸附热力学结果表明,MIL-53(Al)对酚类化合物的吸附是自发的,且为吸热和熵增加过程。 在40 ℃条件下,MIL-53(Al)对邻硝基苯酚、苯酚和邻苯二酚的吸附量分别为78.6、30.5和16.5 mg/g。     

聚(N-对乙烯基苄基二甲胺)树脂对苯酚的吸附性能

采用二甲胺为功能化试剂,化学修饰氯甲基化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物合成了大孔交联聚(N-对乙烯基苄基二甲胺)树脂,测得树脂的氯含量由4.2mmol/g降低到0.24mmol/g,树脂的弱碱交换量为4.0mmol/g,说明氯甲基化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物发生胺化反应完全。在水溶液中,测定了大孔交联聚(N-对乙烯基苄基二甲胺)树脂对苯酚的吸附等温线,发现吸附平衡数据符合Freundlich等温吸附方程,相关系数大于0.99。计算得到在吸附量为15、20和25mg/g时,等量吸附焓在-20.81~-30.74kJ/mol范围内,吸附自由能和吸附熵均小于0,说明吸附过程中存在氢键作用,吸附是自发、混乱度变小的过程。比较树脂对水溶液中苯酚、对硝基苯酚和对硝基甲苯的吸附性能以及树脂对水、环己烷、乙醇和乙酸乙酯溶液中苯酚的吸附性能,进一步说明大孔交联聚(N-对乙烯基苄基二甲胺)树脂对水溶液中苯酚的吸附是基于疏水作用和氢键作用协同的机理。     

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。     

复合功能树脂对水体中天然有机酸的吸附

合成了胺基修饰复合功能树脂WJN-07, 研究了富里酸、单宁酸和没食子酸在树脂上的吸附行为. 与去除DOM的商品树脂XAD-7相比, 树脂WJN-07对3种天然有机酸有较高的吸附容量, 这是由于新型树脂表面具有修饰的化学官能团和丰富的微孔结构所致. 选择单宁酸作为吸附质进行吸附热力学研究, 结果表明, 树脂WJN-07对单宁酸的吸附为吸热过程, 以化学吸附为主导. 溶液中重金属离子Pb²⁺作为影响树脂吸附性能的重要因素在实验中得到证实, 其作用机理也得到合理解释.     

间氨基酚修饰超高交联吸附树脂的合成及吸附性能

合成了间氨基酚修饰超高交联吸附树脂(MMAR)。用红外光谱等进行表征,并用于吸附水溶液中2-氨基吡啶的研究。热力学研究结果表明,Freundlich吸附等温方程能够对静态吸附等温线进行很好的拟合。吸附焓变ΔH0,其绝对值小于46 KJ.mo-l1,表明以物理吸附为主以及该吸附剂容易脱附的特征;△G0,说明吸附是自发行为;△S0,表明吸附质分子在树脂表面上的运动受到了限制。动力学研究结果表明,吸附符合一级动力学方程,吸附速率随着温度的升高而增大,颗粒内扩散是速率控制步骤之一。表观活化能Ea10 KJ.mo-l1,说明吸附较容易进行。     

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。     

邻-氨基酚修饰吸附树脂对2-氨基吡啶的静态吸附热力学及动力学特征

合成了两种邻-氨基酚修饰超高交联吸附树脂(MOAR-1、MOAR-2),并用该树脂对水溶液中2-氨基吡啶的静态吸附热力学和动力学特征进行研究。热力学研究结果表明,Freundlich吸附等温方程能够对静态吸附等温线进行很好地拟合。吸附焓变ΔH<0,其绝对值小于60kJ/mol,表明以物理吸附为主以及该吸附剂容易脱附的特征;ΔG<0,说明吸附是自发行为;ΔS<0,表明吸附质分子在树脂表面上的运动受到了限制。两种树脂对2-氨基吡啶的吸附量随着温度的升高而降低,适当降低温度有利于吸附。动力学研究的结果表明:吸附符合一级动力学方程,吸附速率随温度升高而增大。表观活化能Ea<4.0kJ/mol,说明吸附较容易进行。     

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。     

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。