论文摘要
低浓度VOCs广泛存在于环境中,暴露在这类有毒有害污染物的环境中对人体具有危害。超高交联树脂作为新型的聚合物吸附剂对中、高浓度VOCs有良好的吸附效果,但对低浓度VOCs吸附研究较少。采用传统手段研究超高交联树脂对低浓度VOCs吸附耗时耗力。反相气相色谱法对固体材料的研究具有快速准确的优势。本论文对两种典型合成路线合成氯球采用1,2-二氯乙烷和硝基苯作为后交联溶剂,合成了四种超高交联树脂,以反相气相色谱法研究树脂表面性质和对低浓度VOCs的吸附特性。主要研究内容和结果如下：（1）以“氯甲基苯乙烯-二乙烯苯共聚”和“低交联苯乙烯-二乙烯苯聚合物的氯甲基化”两种工艺路线合成两种氯球,并分别用1,2-二氯乙烷和硝基苯两种溶剂进行后交联反应合成四种超高交联树脂,采用BET、红外等对树脂孔和表面性质进行了表征。结果表明,四种树脂都具有较高的比较面积和较高的微孔孔容,采用硝基苯做后交联溶剂比1,2-二氯乙烷做后交联溶剂合成的树脂具有更高的表面功能团含量。（2）在无限稀释条件下用正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷作探针,采用反相气相色谱法测定了四种具有不同功能团含量的超高交联树脂保留体积,计算了吸附自由能、非极性表面能（74-105 mJ/m2）、极性表面吸附自由能（3.3～6.4 kJ/mol）、吸附焓（37～62 kJ/mol）以及受电子参数和给电子参数。研究结果表明,四种树脂表面均呈现酸性,采用硝基苯作后交联反应溶剂合成的树脂较同氯球采用1,2-二氯乙烷作溶剂合成的树脂具有更高的表面酸碱性成分和色散成分,与红外表征和Boehm滴定结果相符。（3）在有限稀释条件下用正戊烷、正己烷、苯、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷和1,2-二氯乙烷作吸附质,采用反相气相色谱法测定了403K、423K、443K下四种树脂对探针分子的吸附平衡等温线。分别用Langmuir方程、Freundlich方程以及Dubinin-Astakov方程对吸附平衡实验数据进行拟合分析。结果表明,三种模型均有较好的拟合效果,即使是半经验的Freundlich方程也能很好的拟合（R2>0.998）。D-A方程具有最高的拟合度（R2>0.9996）,说明四种树脂对探针分子的吸附主要是微孔的作用。根据拟合结果计算了四种树脂表面吸附位点能量分布函数,由于表面酸碱性成分的作用,四种树脂对极性和非极性探针表现出不同的吸附位点能量分布。对吸附质各物理化学性质与吸附分配系数作LSER关系的多元线性回归分析,结果表明,吸附过程色散作用为主导,四种树脂表面的偏酸性导致吸附质分子氢键碱度对吸附作用的贡献高于氢键酸度。
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标签：超高交联吸附树脂论文; 反相气相色谱论文; 表面性质论文; 吸附平衡论文;