两性官能团修饰的超高交联树脂的吸附性能

MAPR 树脂使用前, 依次用 5倍柱床体积的去 离子水、5% ( 质量分数 ) 的盐酸、去离子水、5% ( 质 量分数 ) 的 氢氧化钠 以 1BV / h ( BV 表示 树脂床 体 积 )的流量各洗涤 5次, 最后用去离子水洗至中性。 再在索氏提 取器 中 用丙 酮 抽提 8 h, 然 后在 温 度 60 0 下真空干燥 2 h, 保存在干燥器中备用。 1 2 4 树脂的结构表征
的温度下反应 4 h, 130 0 的温度下反应 2 h。 过滤聚合物, 加入含有 1% ( 质量分数 ) HC l的丙酮 液 100 mL, 搅拌 1 h, 过滤, 先水洗, 再用甲醇洗涤, 然后将聚合物在索氏提取器中用无水乙醇抽提 8 h, 然后在 60 0 下真空干燥 4 h。
方案 2 OMAPR2: 称 取 40 0 g 氯含 量 19 5% ( 质量分数 ) 的氯球溶胀于 150 mL 硝基苯中, 短时 搅拌后静置 12 h。在机械搅拌下加热, 加热到 80 0
红外 光 谱 仪 ( AVATAR 360, 美 国 N ico let 公 司 ) ; 比 表 面 孔 径 测 定 仪 ( So rptom atic1990, 美 国 Therm o公司 ) ; 热综合分析仪 TGA ( SDTQ600, 美国 TA 公司 ) ; ZD 88 B大容量冷冻恒温振荡器和高效 液相色谱仪 ( W aters 600 美国 W aters公司 ) 。 1 2 试验方法 1 2 1 低交联大孔聚苯乙烯 二乙烯苯的氯甲基化 (氯球 )
2010年 1月 Jan. 2010
化学工业与工程 CHEM ICAL INDU STRY AND ENG INEER ING
文章编号: 1004- 9533( 2010) 01- 004l 27 N o. 1
两性官能团修饰的超高交联树脂的吸附性能
徐晶晶
(盐城纺织职业技术学院化学工程系, 江苏 盐城 224000)
Abstract: New hypercrosslinked adsorption resins nam ed MAPR m odified w ith am inopheno l w ere synthe sized, and characterized by FT IR, BET and TGA. Then through the experim ents of static adsorpt ion at the sam e tem perature, the adsorption capacities o f the adsorption resin MAPR tow ard o to lu id ine, o phtha lic acid, p am inobenzenesu lfonic ac id, resorcinol and naphthol w ere determ ined. T he results in d icate that the adsorption resin MAPR has better effect on adsorption capacities o f acid substances and al kaline substances.
方案 3 MMAPR1: 称取 40 0 g 氯含 量 19 5% ( 质量分数 ) 的氯球溶胀于 150 mL 硝基苯中, 搅拌, 静置 12 h。在机械搅拌下加热, 加热到 80 0 后, 加入 5 0 g无水氯化锌 (先加 3 0 g, 短时搅拌后, 再 加 2 0 g) , 控制温度在 80 0 左右, 搅拌 6 h, 使其 进行后交联。然后加入 10 0 g间氨基苯酚, 再加入 3 0 g无水氯化锌, 混合物在 110 0 的温度下反应 3 h, 120 0 的温度下反应 4 h, 130 0 的温度下 反应 2 h。过滤聚合物, 加入含有 1% ( 质量分数 ) H C l的丙酮液 100 m L, 搅拌 1 h, 过滤, 先水洗, 再用 甲醇洗涤, 然后将聚合物在索氏提取器中用无水乙 醇抽提 8 h, 然后在温度 60 0 下真空干燥 4 h。 1 2 3 树脂的预处理
学结构和物理结构可以根据实际用途进行设计和选 择, 这是其它吸附剂所不及的 [ 2 ~ 5 ] 。吸附树脂通过 分子间的作用力, 可以从水溶液中吸附有机溶质, 并 可方便的洗脱再生, 从而实现水中有机物的富集、分 离和回收。由 Davankov 和 T syurupa等人研究的超 高交联树脂是一种非常独特的材料, 它具有很大的
K ey w ord s: hypercrosslinked adsorption resin; am inopheno ;l static equ ilibrium adsorption; adsorption perform ance
20世纪 70 年代以来, 吸附及分离功能高分子 发展迅速 [ 1] , 吸附树脂在各个领域得到广泛应用并 已经形成一种独特的吸附分离技术。吸附树脂的化
MAPR 系列树脂分别通过 IR、BET 和 TGA对其 进行表征, 树脂吸附剂的相关参数见表 1。
第 27卷第 1期
徐晶晶: 两性官能团修饰的超高交联树脂的吸 附性能
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表 1 树脂吸附剂的特征 Table 1 The proper ties of resin ad sorben ts
性质 比表面积 /( m2 g- 1 ) 平均吸附孔半径 /nm 微孔面积 /( m2 g- 1 ) 平均粒径 /mm 残余的氯含量%
摘要: 采用氨基苯酚修饰氯甲基化的聚苯乙烯 二乙烯苯合成了新型超高交联吸附树脂 MAPR。通 过红外、BET 和 TGA对树脂进行了表征, 并通过静态吸附试验测定了 MAPR 树脂对邻甲苯胺、邻苯 二甲酸、无水对氨基苯磺酸、间苯二酚、乙萘酚的吸附。结果表明: 用氨基苯酚修饰的超高交联吸附 树脂对碱性物质、酸性物质都具有一定的吸附性能, 并对其进行了理论解释。 关键词: 超高交联吸附树脂; 氨基苯酚; 静态吸附; 吸附性能 中图分类号: O647 3 文献标识码: A
表面积以及特殊的吸附特性, 而且超高交联后能够 阻止经溶剂脱附后网状结构的膨胀。据报道, 通过 修饰不同功能基的超高交联树脂都具有较好的吸附 效果 [ 2~ 5] , 它们能克服象常用的大孔吸附树脂 Am berlite XAD 4所具有的在吸附剂和极性吸附质之间 的极性匹配和吸附剂的微孔结构等方面的困难。遗 憾的是对于有关超高交联吸附树脂的许多理论问题 还需研究, 如有机物的吸附量与化学结构、孔径、孔 分布甚至树脂表面形态的关系; 复合功能吸附树脂
方案 1 OMAPR1: 称取 40 0 g氯含量 19 5% 的 氯球溶胀于 150 mL 硝基苯中, 短时搅拌后静置 12 h。在机械搅拌下加热, 加热到 80 0 后, 加入 5 0
g无水氯化锌 (先加 3 0 g, 短时搅拌, 再加 2 0 g) , 控制温度在 80 0 左右搅拌 6 h, 使其进行后交联。 然后加入 10 0 g邻氨基苯酚, 再加入 3 0 g 无水氯 化锌, 混合物在 110 0 的温度下反应 3 h, 120 0
Synthesis and Adsorption Perform ance of the Hypercrosslinked Adsorption R esinsM odified w ith Amphoteric Functional G roups
XU Jing jing
( D ep artm en t of Chem ical E ngneering of Y an ch eng T extile V ocational Technology College, Y anch eng 224000, Ch in a)
1 试验部分
1 1 药品和仪器 无水氯化锌 (分析纯 )、邻氨基苯酚 ( 分析纯 ) 、
丙 酮 ( 分析纯 ) 、无水乙醇 (分析纯 ) 、硝基苯 ( 化学 纯 ) 、甲 醇 ( 分析 纯 ) 、盐酸 ( 分析 纯 ) 、氢氧化钠 ( 分析纯 ) 、邻 甲 苯 胺 ( 分析 纯 ) 、间 苯 二 酚 ( 分析 纯 ) 、乙萘酚 ( 分析纯 )、邻苯二甲酸 ( 分析纯 ) 、无水 对氨基苯磺酸 (分析纯 ) 和间氨基苯酚 (分析纯 ) 。
OMA PR 1 986 2 31 342 05 36
OMA PR 2 75 4 3 42 12 7 05 37
MMA PR 1 99 5 2 23 35 6 05 34
1 2 5 静态吸附试验 称取 100 m g的树脂用 0 5 m L 甲醇润湿, 再用
去离子水洗涤后倒入 250 mL 带塞的锥形瓶中, 加入 100 mL 预先配置的 500 m g /L 的邻甲苯胺、对氨基 苯磺酸、邻苯二甲酸、间苯二酚或乙萘酚溶液, 然后 锥形瓶置于预先设置温度和转速的恒温振荡器中振
后, 加入 5 0 g无水氯化锌 ( 先加 3 0 g, 短时搅拌 后再加 2 0 g) 和 10 0 g 邻氨基苯 酚, 控 制温度在 80 0 左右, 搅拌 4 h, 再加入 3 0 g无水氯化锌, 混 合物在 110 0 的温度下反应 3 h, 120 0 的温度 下反应 2 h, 130 0 的温度下反应 2 h。过滤聚合 物, 加入 含有 1% ( 质 量分 数 ) H C l 的丙 酮液 100 mL, 搅拌 1 h, 过滤, 先水洗, 再用甲醇洗涤, 然后将 聚合物在索氏提取器中用无水乙醇抽提 8 h, 然后在 温度 60 3 下真空干燥 4 h。
低交联大孔聚苯乙烯 二乙烯苯的制备方法参 照文献 [ 4]和 [ 6] , 在容量为 1 000 mL 三口烧瓶中, 加入 100 0 g 低交联大孔径聚 苯乙烯树脂, 然后加 入 600 mL 氯甲醚, 对其进行溶胀。溶胀过后, 往烧 瓶中通入氮气, 同时加入 40 0 g 氯化锌 ( 分多次加 入 ) , 进行机械搅拌, 然后控制温度为 38 0 下反 应 12 h。待冷却后, 进行过滤, 将过滤后的树脂置于 索氏提取器中, 加入丙酮, 抽提 8 h, 然后将树脂放入 真空干燥箱, 在 60 0 下真空干燥 2 h, 得到氯甲基 化的苯乙烯 二乙烯苯共聚物 [ 氯球, 氯含量 19 5% ( 质量分数 ) ] 。 1 2 2 氨基苯酚修饰的超高交联吸附树脂 (MA PR )的合成