弱碱阴离子交换树脂PDMAEMA的合成、表征及其吸附性能研究

摘要

本文以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体，二乙烯苯(DVB)、三烯丙基三聚氰酸酯(TAIC)、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TRIM)以及双甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)等为交联剂，通过一步悬浮共聚合成了一系列交联聚丙烯酸酯弱碱阴离子交换树脂(PDMAEMA)。采用FT-IR、SEM、元素分析等手段对所合成树脂的结构和形态进行了表征。着重考察了双烯交联剂(DVB、EGDMA)，三烯交联剂(TRIM、TAIC)与单体(DMAEMA)共聚制备球形树脂的可行性，研究了交联度、致孔剂等对树脂合成及性能的影响。结果表明：EGDMA和TRIM可与DMAEMA进行较为理想的共聚，其成球性较好，所得球形规整，成球收率高。随着交联度的降低，树脂的胺基交换量增大，但成球性能变差，交联度越低(摩尔交联度低于10％)，DMAEMA的共聚成球性能越差，甚至得不到球形树脂。致孔剂对树脂制备亦有很大影响，在无致孔剂时，DMAEMA与TRIM共聚，交联度低于20％(摩尔交联度)成球效果就变差；良溶剂甲苯、邻苯二甲酸二甲脂为致孔剂得到凝胶型树脂；甲苯-液腊等混合致孔剂得到大孔型树脂。通过静态吸附实验，初步考察了PDMAEMA树脂对水溶液中对硝基苯酚的吸附性能，并选用商品化树脂IRA-67和HP2GML做比较。结果表明，对对硝基苯酚的吸附是一个自发的放热的过程。树脂在水溶液中的吸附是一个复杂的过程，由疏水作用、氢键作用、离子交换作用等协同作用构成。动力学研究表明，PDMAEMA弱碱树脂具有较快的吸附速率，用一级和二级动力学反应模型对其吸附过程进行拟合，结果显示二级吸附动力学模型能更好地反映树脂对溶液中对硝基苯酚的吸附过程。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

第一节 丙烯酸系离子交换树脂的特点

第二节 丙烯酸系阴离子交换树脂的应用

1.2.1 水处理

1.2.2 食品工业

1.2.3 医药工业

1.2.4 环境保护

1.2.5 其他方面的应用

第三节 丙烯酸系阴离子交换树脂的合成技术

1.3.1 以丙烯酸(酯)或甲基丙烯酸(酯)为单体聚合制备

1.3.2 以丙烯腈(AN)为单体聚合制备

1.3.3 以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体聚合制备

1.3.4 以丙烯酰胺类化合物为单体聚合制备

1.3.5 以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)为单体聚合制备

第四节 课题的提出

第二章 弱碱阴离子交换树脂PDMAEMA的合成及表征

第一节 引言

第二节 实验部分

2.2.1 原料及试剂

2.2.2 实验仪器

2.2.3 实验方法和步骤

2.2.4 树脂的性能测试

第三节 结果与讨论

2.3.1 聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯弱碱树脂(PDMAEMA)的合成

2.3.2 树脂的红外(FT-IR)光谱表征

2.3.3 树脂的形态结构

2.3.4 树脂的溶胀性能

2.3.5 树脂的其他物理化学性能

第四节 本章小结

第三章 弱碱阴离子交换树脂PDMAEMA的吸附性能研究

第一节 引言

第二节 实验部分

3.2.1 实验试剂

3.2.2 实验仪器

3.2.3 分析方法

3.2.4 树脂的静态平衡吸附研究

第三节 结果与讨论

3.3.1 对硝基苯酚的标准工作曲线

3.3.2 树脂的静态平衡吸附性能研究

第四节 本章小结

第四章 全文结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果