亚胺二乙酸基螯合纤维与固载化聚乙二醇的制备及其对氯化铝溶液除杂研究

摘要

本文主要制备了亚胺二乙酸基螯合纤维及固载化聚乙二醇树脂两种吸附分析材料。并用于除去氯化铝溶液中钙、镁、钾、钠等杂质离子。
　　 以聚丙烯(PP)纤维为基体，采用γ-射线预辐照40kGy，在聚丙烯(PP)纤维上接枝丙烯酰胺(AAm)，再经过Hofmann降解反应制备PP-g-VAm弱碱性离子交换纤维，最后与氯乙酸反应，制备出含有亚胺二乙酸基的螯合纤维(PPIDA)。本文详述了该螯合纤维的制备方法，通过IR,TG对其物理和化学性能进行了表征，同时测定了纤维的铜螯合容量。研究发现当丙烯酰胺(AAm)浓度25％，阻聚剂浓度0.25%，70℃的条件下反应4h可以得到接枝率230%的接枝丙烯酰胺聚丙烯纤维(PP-g-AAm)。PP-g-VAm纤维的交换容量达到4.62mmol/g干纤维。制备的亚胺二乙酸纤维对铜的螯合量为1.06mmol/g。
　　 以ZnCl2为催化剂，用氯甲醚与苯乙烯树脂反应制备氯球，并测定所制备的树脂的氯含量，对相应的产物做了表征分析。以所制备的交联氯甲基化树脂球为载体，将平均分子量为400的聚乙二醇负载到树脂上。考察了PEG的负载量，并研究探讨了反应溶剂，反应时间及原料的用量对接枝的影响。结果表明，用甲苯和1,4-二氧六环作溶剂时效果较好，并且甲苯作溶剂时负载到树脂上的聚乙二醇量最高；以1，4二氧六环为溶剂研究发现，当反应物钠与聚乙二醇-400的摩尔量之比为0.9:1时，负载效果最好；甲苯及1，4-二氧六环作溶剂时，反应进行到10h后负载到树脂上的PEG总量基本不变，而在四氢呋喃中则只需要8h。
　　 用D418树脂，N-琥珀酰壳聚糖，PTFE-g-GMA-PEI纤维及所制备的两种分离材料等对神华准克尔能源有限责任公司的氯化铝溶液进行了除杂实验。研究显示几种吸附材料并没有达到预期的除杂效果，并对几种分离材料较难除去氯化铝溶液中钙、镁、钾、钠等杂质离子原因进行了探讨分析。