论文部分内容阅读
吸附树脂又称高分子吸附剂，是一类多孔性的、高度交联的高分子共聚物，是最早的功能高分子材料。具有较大的比表面积和适当的孔径，可从气相或溶液中吸附某些物质，多用来提取金属离子或处理有机污水，但作为选择性吸附树脂，分离有机混合物的的研究报道较少。本研究合成了酚醛型大孔吸附树脂和酚羟基修饰的超高交联吸附树脂，考察了该树脂在不同体系中对苯胺和β-萘酚的选择吸附性能，以及两种吸附质同时存在时对每种吸附质的吸附行为，分析了溶剂成分、pH值和树脂的物理性能等因素对吸附剂吸附含氢键给体或受体吸附质的影响。提出了混合体系中针对氢键吸附的树脂合成和吸附研究思路，为探索新型吸附分离功能高分子材料提供了理论依据。分别采用反相悬浮聚合和溶液缩合聚合合成了不同单体比例的吸附树脂，用溴乙烷代替传统的氯甲醚作为交联剂、以苯酚或萘酚参与傅．克后交联反应制备了酚羟基修饰的超高交联吸附树脂。结果表明：采用反相悬浮聚合合成的吸附树脂性能优于溶液聚合法，单体苯酚和甲醛的质量比10.0：6.0时优于10.0：7.0时的树脂物理性能。通过筛选实验，选定LM-4和LM-6作为本研究用吸附剂。扫描电镜(SEM)表明合成树脂具有吸附分离功能高分子材料的特征。树脂对苯和苯胺组成的混合溶液中苯胺的选择吸附研究表明：水体系中，LM-4、LM-6对苯胺和苯的吸附均以物理吸附为主，对苯胺的有化学吸附存在，且吸附焓在氢键吸附焓范围内；随着pH值增加，LM-4树脂对苯胺吸附量增加，而对苯吸附量减少，苯胺的选择系数也增加；LM-6对苯胺的吸附量随着pH值增加略有增加，但对苯的吸附量显著下降，苯胺的选择系数迅速增加。LM-4对苯胺和苯的吸附过程均由粒扩散和膜扩散共同控制。两种吸附树脂在对两种吸附质吸附前与水分子有吸附、解吸过程。正庚烷和无水乙醇构成的非水体系中，随着正庚烷含量的增加，LM-4、LM-6对苯胺和苯的吸附量均增大。当正庚烷和乙醇的体积比为40：60时，树脂LM-4对苯胺的选择系数达到6.90，当两者比为20：80时，LM-6对苯胺的选择系数达到4.53。树脂对萘和β-萘酚组成的混合溶液中β-萘酚的选择吸附研究表明：水体系中，LM-4、LM-6对β-萘酚和萘的吸附以物理吸附为主，对β-萘酚的吸附可能产生氢键作用。非水体系中，β-萘酚的含量若超过萘，LM-4树脂则对β-萘酚具有优先吸附性，反之，则对萘具有优先吸附性。LM-6树脂对β-萘酚和萘的吸附速率均由粒扩散和膜扩散共同控制。随着pH值的增加，LM-4、LM-6对β-萘酚的吸附量均增加，水体系中，树脂LM-4对β-萘酚的选择系数随着pH值增加而增大，而非水体系中，在pH值较低时则具有更大的选择系数。两种体系中，LM-6对β-萘酚的选择系数均随pH值增加而增大。