拟高超交联树脂的合成及其吸附性能研究

论文摘要

本论文使用十分简易的方法合成一类新型拟超高交联树脂材料。在探索其合成机理的基础上,完成了以下工作:1.在以路易斯酸为催化剂,通过苯（或联苯）和刚性交联剂1,4-二氯甲基苯（或4,4′-二氯甲基联苯）的Friedel-Crafts烷基化反应,制得一类吸附树脂新材料。通过IR、BET、SEM和元素分析等方法对树脂进行表征,对其合成机理进行探讨,对其反应条件进行优化。经过测定这类树脂具有比表面积高（1000m2/g左右）,孔径分布窄（1.93-3.56nm）,较高的孔容（0.56-1.65ml/g）等特点。初步表明这是一类优良的新型吸附树脂材料,具有广阔的发展空间。2.对新型树脂进行氯甲基化、硫脲基化制备出一种螯合树脂,通过IR、BET和元素分析等手段对功能化树脂进行了化学与孔结构表征。结果显示:氯甲基化树脂制备成硫脲基螯合树脂以后比表面积大幅度降低,由622.224 m2/g降为0.102m2/g,说明其孔结构有所破坏。用硫脲基螯合树脂对Cu2+进行吸附,结果显示其对Cu2+具有一定的吸附能力。3.初步完成了新型树脂对小分子气体（苯蒸气）的吸附性能研究,探讨了其吸附规律。用新型树脂与H103树脂和自制的超高交联纤维进行吸附性能对比。静态下,新型树脂增重181.9%;动态下（C0=130mg/m3）,穿透时间为350min,饱和吸附时间为530min。结果证明,无论在静态下还是动态下,新型树脂的吸附效果都要好于其它二者,同时证明了吸附过程中合适的孔径是最重要的。这为今后树脂的吸附性能研究奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 离子交换树脂的简介和研究进展
• 1.1.1 离子交换树脂的分类
• 1.1.2 离子交树脂的性能和特点
• 1.1.3 离子交换树脂的制备
• 1.1.4 超高交联树脂的制备
• 1.1.5 超高交联树脂的结构
• 1.1.6 离子交换树脂的发展
• 1.2 螯合树脂的合成
• 1.2.1 N,O配位基螯合树脂
• 1.2.2 N,N配位基螯合树脂
• 1.2.3 O,O配位基螯合树脂
• 1.2.4 含硫螯合树脂
• 1.2.5 冠醚型螯合树脂
• 1.3 离子交换纤维
• 1.3.1 离子交换纤维的发展
• 1.3.2 离子交换纤维的特点
• 1.3.3 离子交换纤维的制备
• 1.3.4 吸附等温线
• 1.3.5 比表面积和孔径的测定
• 1.4 选题意义
• 1.5 本研究的思路和工作方案
• 第二章 试验部分
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验试剂
• 2.1.3 试验仪器
• 2.2 合成试验
• 2.2.1 新型树脂的合成
• 2.2.2 新型树脂的氯甲基化
• 2.2.3 硫脲基螯合树脂的制备
• 2.3 物理结构和性能表征
• 2.3.1 比表面积、孔径分布的测定
• 2.3.2 树脂的红外光谱分析
• 2.3.3 扫描电镜分析
• 2.3.4 树脂的元素分析
• 2.4 吸附性能测定
• 2.4.1 新型树脂、H103树脂的预处理
• 2.4.2 超高交联纤维、H103树脂和新型树脂对苯蒸气的静态吸附
• 2.4.3 超高交联纤维、H103树脂和新型树脂对苯蒸气的动态吸附
• 2.4.4 再生新型树脂对苯蒸气的动态吸附
• 2.4.5 硫脲基螯合树脂对铜离子的吸附
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 新型树脂的合成
• 3.1.1 合成机理的探讨
• 3.1.2 树脂比表面积的影响因素
• 3.1.3 树脂的质量收率
• 3.1.4 树脂的红外光谱解析
• 3.1.5 树脂的扫描电镜照片
• 3.1.6 树脂的孔径分布
• 3.1.7 树脂的吸附脱附等温线
• 3.2 新型树脂的氯甲基化
• 3.2.1 树脂氯甲基化机理
• 3.2.2 树脂氯甲基化的红外光谱图
• 3.2.3 氯甲基化树脂的比表面积
• 3.2.4 树脂氯甲基化影响因素
• 3.3 硫脲基螯合树脂的制备
• 3.3.1 硫脲基螯合树脂的合成机理
• 3.3.2 硫脲基螯合树脂的红外光谱
• 3.3.3 硫脲基含量的影响因素
• 3.3.4 硫脲基螯合树脂的比表面积和元素分析
• 3.3.5 吸附试验
• 3.4 新型树脂对苯蒸气的吸附
• 3.4.1 吸附机理的探讨
• 3.4.2 吸附作用的影响因素
• 3.4.3 超高交联纤维、H103树脂和新型树脂对苯蒸气的静态吸附
• 3.4.4 超高交联纤维、H103树脂和新型树脂对苯蒸气的动态吸附
• 3.4.5 不同初始浓度的苯蒸气对新型树脂动态吸附的影响
• 3.4.6 再生新型树脂对苯蒸气的动态吸附
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 硕士期间发表的文章