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《武汉理工大学》 2007年
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聚(丙烯酸吡咯烷基联苯酯)的合成与吸附性能研究

吴文财  
【摘要】: 重金属离子对环境的污染,尤其是废水的排放,已经对人类社会造成了很大的危害。同时,工业废水中的许多重金属离子又用途甚广,需要回收利用。因此,通过分子设计,制备既能高效地处理废水中的重金属离子,又能够有效地分离和回收重金属离子的高性能螯合吸附材料,在环境保护、资源回收等方面有着重要的研究价值和广泛的应用前景。因此本文设计了以聚丙烯酸酯为主链,侧链为联苯基,末端带有吡咯基的树脂。 本文以联苯二酚、二溴烷烃、吡咯、丙烯酰氯等为主要原料,合成了两种新的N-[ω-(4-丙烯酸酯基联苯氧基)烷基]吡咯单体及其聚合物,并对单体及其聚合物的合成工艺路线进行了探讨,提出了比较合理的工艺路线。采用红外光谱、核磁共振和元素分析对它们的结构进行了表征,确认了与预期结构相符合;用偏光显微镜、差热分析仪等对单体和聚合物的相变行为进行了研究,结果表明单体是晶体且在加热和降温过程中都发生了晶型转变,聚合物是无定形聚合物。此外对聚合物的热性能也进行了研究,结果显示,聚合物在290℃之前具有良好的热稳定性。 用静态吸附法,研究了合成的树脂对金属离子的吸附性能,结果表明树脂P4和P6对Co(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、zn(Ⅱ)的吸附量很高,对Hg(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)也有一定的吸附量,但对Mg(Ⅱ)的吸附量很小,因此树脂对金属离子吸附具有一定的选择性。研究了树脂对Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的吸附动力学,树脂P4和P6对Cu(Ⅱ)的平衡吸附时间需约2小时,螯合树脂P4对Co(Ⅱ)的平衡吸附时间需约3小时。研究了树脂对Cu(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的等温吸附,树脂P4对Cu(Ⅱ)的等温吸附曲线符合Freundlich等温方程,树脂P4对Co(Ⅱ)的等温吸附曲线符合Freundlich和Langmuir方程。并研究了pH对树脂吸附金属离子的影响,结果表明树脂P4和P6对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的吸附量在pH=5~10范围内随pH的增大而增加,而pH基本不影响树脂对Cd(Ⅱ)的吸附。研究了树脂的再生性,显示了树脂P4和P6具有较好的再生性。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ316.3;X703

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