聚苯二甲酰基硫脲树脂的合成及其对金属离子的吸附性能

摘要

本文在总结硫脲树脂及其对金属离子的吸附研究进展的基础上,合成了聚苯二甲酰基硫脲树脂(PBDT),并研究了该类树脂的合成工艺及其吸附性能。
　　本文采用二异硫氰酸酯与二元胺加成聚合的方法,制备了主链型聚苯二甲酰基硫脲树脂—PBDT系列。以对苯/间苯二甲酰氯和NH4SCN为原料PEG-400作催化剂,进行固-液相转移催化反应,合成苯二羰基二异硫氰酸酯;再与二元胺进行加成聚合反应,制得PBDT系列聚苯二甲酰基硫脲鳌合树脂。二元胺与苯二酰基二异硫氰酸酯的摩尔比为1:1时,30℃下 PBDT系列树脂收率达84.5％-90.2%。采用红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜、热重等手段对树脂进行了表征。
　　采用静态吸附法考察了吸附时间、吸附温度、树脂用量、溶液酸度、金属离子初始浓度等对树脂吸附Ni2+的影响。树脂PBDT1-2和PBDT2-2对Ni2+的吸附平衡时间为60-90min,树脂用量达到0.30g时吸附率基本达到稳定。对Ni2+的吸附率随溶液酸度的增加先增加后减小,吸附容量随温度的升高、Ni2+初始浓度的增大而增加。
　　研究了PBDT系列树脂的吸附动力学、等温吸附和吸附热力学,探讨了其对Ni2+的吸附机理。PBDT对Ni2+的吸附为液膜扩散类型;等温吸附能较好地符合Langmuir模型,表明其为单分子层吸附;吸附过程的焓变ΔH大于0,为吸热过程。吸附前后的红外光谱对比显示吸附过程中Ni2+与树脂中的N、S、O原子发生了配位反应形成了螯合物。

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ABSTRACT

第一章 前言

1.1 重金属离子污染状况及其危害

1.2 螯合树脂的研究进展

1.2.1 螯合树脂简介

1.2.2 螯合树脂的分类

1.3 硫脲树脂的研究进展

1.3.1 侧链型硫脲树脂

1.3.2 主链型硫脲树脂

1.3.3 混合型硫脲树脂

1.4 螯合树脂的吸附机理

1.5 论文研究思想

参考文献

第二章 聚苯二甲酰基硫脲树脂的合成与表征

2.1 引言

2.2 仪器和试剂

2.3 硫脲树脂的合成原理

2.3.1 苯二酰基二异硫氰酸酯的合成

2.3.2 聚苯二甲酰基硫脲树脂的合成

2.4 聚合物表征

2.4.1 红外光谱分析

2.4.2 X-射线衍射分析

2.4.3 扫描电镜分析

2.4.4 热重差热分析

2.5 本章小结

参考文献

第三章 聚苯二甲酰基硫脲树脂对 NI~(2+)的吸附性能

3.1 引言

3.2 仪器和试剂

3.3 树脂溶胀性能研究

3.4 吸附试验方法

3.4.1 树脂的预处理

3.4.2 金属离子标准溶液的配制

3.4.3 测定样品的吸光度

3.4.4 金属离子浓度的测定方法

3.5 吸附条件试验

3.5.1 树脂吸附平衡时间

3.5.2 树脂用量对树脂吸附性能的影响

3.5.3 温度对树脂吸附性能的影响

3.5.4 酸度对树脂吸附性能的影响

3.5.5 离子初始浓度对树脂吸附性能的影响

3.6 本章小结

参考文献

第四章 聚苯二甲酰基硫脲树脂对金属离子的吸附机理

4.1 引言

4.2 吸附机理理论研究

4.2.1 吸附动力学

4.2.2 等温吸附

4.2.3 吸附热力学

4.3 吸附机理分析

4.3.1 扫描电镜分析

4.3.2 X-射线衍射分析

4.3.3 红外光谱分析

4.4 本章小结

参考文献

硕士期间发表论文情况

致谢