螯合树脂的制备及应用

专业论文

专业论文题目：螯合树脂的制备与应用

学生姓名：顾钰指导教师：张文妍

所属院部：材料工程学院专业：材料科学与工程

班级 12材料科学与工程(单) 学号： 1207201041

目录

摘要........................................................... I I 关键词......................................................... I II

1 螯合树脂 (1)

2 螯合树脂的制备 (1)

2.1配位原子为氮的螯合树脂 (1)

2.2配位原子为硫的螯合树脂 (1)

2.3配位原子为混合原子的螯合树脂

2.3.1 N-O型 (1)

2.3.2 S-O 型 (2)

2.3.3 S-N型 (2)

2.3.4 S-N-O型 (2)

3 螯合树脂的分类 (2)

3.1按母体不同分类 (2)

3.2按螯合基团的位置不同分类 (3)

3.3按树脂骨架结构不同分类 (3)

3.4按软硬酸碱理论分类 (3)

3.5按官能团分类 (3)

4 螯合树脂的应用 (3)

4. 1 饮用水净化 (3)

4. 2 环境保护 (4)

4. 3 湿法冶金 (4)

4. 4 催化剂 (4)

4. 5 医药卫生 (4)

4. 6 食品 (4)

5 结论 (4)

参考文献 (5)

附录.............................................................

螯合树脂的制备及应用

摘要：本文讲述了什么是螯合树脂，螯合树脂的制备与合成，螯合树脂的分类以及螯合树脂的应用

关键词：螯合树脂、合成、应用、制备、

1、螯合树脂

螯合树脂是指含有能够与金属离子形成螯合物的分析功能团的一类树脂状的高聚物。功能中有未成键孤对电子的O、N、S、P、As等原子。这些原子能以孤对电子与金属离子形成配位键, 构成与小分子螯合物相似的稳定结构[1] 。

2、螯合树脂的制备与合成

螯合树脂的合成方法与离子交换树脂相似, 一是有功能基团单体的聚合, 一是高分子骨架改性。后者制备方法简单, 目前采用的较多, 但其反应效率和产品中功能基的含量受到母体物理和化学结构的限制; 单体聚合法制备的树脂功能基分布均匀并且含量高, 采用该法制备树脂的关键是选择合适的树脂成型工艺, 制备粒径均匀、比表面积大、溶胀性能和机械强度好的树脂。此外, 也有采用物理改性或化学接枝的手段,在基体上复合新的树脂相, 制备复合吸附材料的报道,该法为提高树脂的使用性能提供了一种新途径。

2.1 配位原子为氮的螯合树脂

含氮的功能基主要包括胺、胍、偶氮\杂环以及席夫碱、硫脲等。Jermakowicz等[2]将丙烯腈与对氯甲基苯乙烯的共聚物与三(2-氨乙基)胺反应制备了树脂D4, D4对Au、Pt、Pd 的吸附容量分别为190,245和280mg/g,高于Fe、Cu和N i的吸附容量。李彦锋等[3]以糠醛与二乙烯三胺反应制得了含有Schiff碱基、氨基及大共轭P键的氮配位螯合树脂, 树脂对Au、Pt、Pd(II)的吸附容量分别达到478.0、263.7和19.5mg/g。

2.2 配位原子为硫的螯合树脂

在含硫螯合树脂结构中, 硫原子主要以巯基、硫醚、二硫羧酸、磺酸基、硫脲等形式存在。Iglesias等[4]采用商业化的巯基聚苯乙烯树脂GT-73吸附Au和Pd ,在盐酸介质中树脂对Au和Pd的吸附容量分别可达0.58 和0.262mmol/g,在硝酸介质中树脂对Pd的吸附容量为0.35mmol/g。Sn chez等[5]合成了5种含硫磷双键的大孔螯合树脂,树脂4对Au和Pd 的吸附容量最大,分别为6.50和0.70mmol/g。

2. 3 配位原子为混合原子的螯合树脂

2.3.1 N-O 型

Hainey 等[6]采用甲基丙烯酸缩水甘油酯与丙烯酸酯交联,再分别与乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺等反应,制备了一系列同时含有胺基、酯基和羟基的多功能基树脂,对

[Au(CN)2]- 、[Cu(CN)2 ]- 、[Co(CN )6 ] 3- 、[Ni(CN)4] 2+ 的吸附结果表明, 树脂对[Au(CN)2] - 的吸附容量最大,吸附选择性最好。ShiminDing等[7] 用壳聚糖和N,N.-二烯丙基二苯18-冠6-冠醚合成出氨基冠醚壳聚糖CTSDC,CTSDC对Pd(II) 和Ag(I) 的吸附容量分别为248.1和157.8mg/g,吸附速率很快,1h内即可达到吸附平衡。

2.3.2 S-O 型

董绮功等[8]用从稻壳中提取的纤维素与环硫氯丙烷反应合成了聚硫醚型纤维素PTEC, PTEC对Ag(I)和Hg的吸附容量分别为24.92 和66.80mg/g,对Pb(II)的吸附容量仅为

0.15mg/g。Qu Rongjun等[9]采用氯球与2-巯基乙醇反应,生成聚硫醚树脂PVBS,再将PVBS 氧化成聚亚砜树脂PVBSO,PVBS和PVBSO对Au的吸附容量分别为1.48和1.53mmol/g,对

Pd( II)的吸附容量分别为0.34和2.38mmol/g。

2.3.3 S-N型

张超灿等[10]以石英砂为核,合成了一类核-壳型巯基胺螯合树脂,树脂对Cu(II)、

Zn(II)、Mg(II)或Cd(II)存在的条件下,对Au和Ag(I)的吸附容量分别为5.42和5.26 mmo l/g。Caihua Ni等[11]将硫脲与甲醛直接在水溶液中反应,一步合成了交联的硫脲树脂,树脂对Au、Ag(I)的吸附容量分别为6.95和13.1mmol/g,在稀溶液中对Au、Ag(I)的吸附率接近100%。Asem[12]以双硫脲和甲醛为原料,按不同摩尔比合成了一系列硫脲树脂,双硫脲和甲醛按2B1缩聚合成的树脂R4对Au和Ag(I)的吸附效果最佳,其饱和吸附容量分别为3. 63和8.25mmol/g。将R4树脂用于定影液中Ag(I)的回收,回收率接近100%,优于商业化的树脂Dowex-2x-50。Zbigniew等[13] 比较了硫脲螯合树脂LewatitTP214、异硫脲螯合树脂PuroliteS920以及阳离子交换树脂CheliteS与DuoliteGT 73对Pd(II)的吸附性能,结果表明,几种树脂与Pd（II)的亲和性顺序为Lewatit TP214>Purolite S920>CheliteS>Duo liteGT73。伍喜庆等[14]以硫脲和甲醛为主要原料在活性炭上聚合,制得的改性活性炭在含有重金属离子Cu(II)、Ni(II)和Zn(II)的混合溶液中对Au的吸附率和吸附选择性,都比一般活性炭强得多。

2.3.4 S-N-O型

Emre等[15]采用三聚氰胺-甲醛-硫脲树脂MFT从溶液中分离Pd(II),MFT对Pd-Cu和