离子交换树脂对苯磺酸类化合物的抗盐吸附行为研究

摘要

本文以二环己胺、N-甲基环己胺和二甲胺作为功能基化试剂，合成三种具有不同功能基的阴离子交换树脂（SZ，SN，D301）；调控二甲胺的用量，合成五种具有不同功能基密度的阴离子交换树脂（SD1，SD2，SD3，SD4，SD5），并采用红外光谱、比表面积和孔径分析仪以及X射线光电子能谱对树脂进行了表征。研究了离子交换树脂对苯磺酸（BA）、对甲苯磺酸（PTSA）、对羟基苯磺酸（4-PSA）以及5-磺基水杨酸（SSA）的吸附性能，重点考察了树脂在硫酸钠溶液中对苯磺酸类化合物的抗盐吸附行为。 Langmuir模型能够很好地拟合不同功能基树脂的吸附等温线数据，不同功能基密度树脂对BA和PTSA的吸附过程同时满足Langmuir和Freundlich吸附模型。吸附热力学研究表明：各树脂的吸附过程均能自发进行；对BA、PTSA以及SSA的吸附属于放热反应，对4-PSA的吸附属于吸热反应。吸附动力学研究表明：各吸附质在树脂上的吸附行为符合准二级动力学模型。扩散机理研究表明：吸附的三个阶段中都有颗粒内扩散的发生。 硫酸钠会严重影响树脂的吸附性能，不同功能基树脂抗Na2SO4干扰能力为：SZ＞SN＞D301,与树脂胺化功能基位阻大小相一致;不同功能基密度树脂抗Na2SO4干扰能力为：SD1＞SD2＞SD3＞SD4＞SD5，与树脂胺化功能基密度大小相反，说明树脂抗Na2SO4干扰能力与胺化功能基的位阻大小以及功能基密度有关。Thomas模型拟合各树脂吸附PTSA的穿透曲线效果较好。采用8%NaOH+5%NaC1脱附剂可以使树脂脱附率达到85%以上。SN树脂的动态吸-脱附性能稳定，可以重复利用。

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