超高交联吸附树脂对芳香有机物吸附机理.pdfVIP

维普资讯 离子交换与吸附，2006，22(4)：330—338 IONEXCHANGEANDADSORPTION 文章编号：1001．5493(2006)04．0330．09 超高交联吸附树脂对芳香有机物的吸附机理书 邢 蓉 刘福强2 费正皓 料 陈金龙2 张全兴2 李爱民-，2 1江苏省滩涂生物资源与环境保护重点建设实验室，盐城师范学院化学系，盐城 224002 2南京大学污染控制与资源化国家重点实验室，南京 210093 摘要：通过3种吸附树脂 AmberliteXAD．4、AM．1和JX101对芳香化合物苯胺、苯酚和苯甲 酸在不同温度下的吸附特征，利用前线轨道理论进行了合理解释。结果表明，吸附剂表面进行 适当的修饰，可以改变吸附荆的LUMO或HOMO，使吸附质分子与吸附荆表面的功能基产生 化学作用，从而产生额外的化学吸附量，为优化设计吸附荆提供了理论指导。 关键词：吸附机理；化学修饰；前线轨道；化学吸附；吸附树脂 中图分类号：0647．3 文献标识码；A 1引 言 近年来，随着世界各国工农业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，许多有危害的 有机化合物流入水环境中。去除水中的有机污染物，不但是解决人类健康所需，也是解决 水资源的资源化问题。在 “美国安全饮水令”Ⅱ】咩，，吸附法被认为是最好的从水中吸附有毒 有害的有机物质的可行性技术。吸附作为一种低能耗的固相萃取分离技术在工业上已有广 泛的应用，采用的吸附剂主要有活性炭、改性纤维素、粘土、硅胶等，以活性炭吸附性能 较佳[2引，但其再生困难，吸附的物质难以实现资源化，且活性炭的机械强度差，使用寿命 短，因而运行成本高，严重影响了它在工业上的推广应用。 20世纪70年代以来，吸附及分离功能高分子材料发展迅速，吸附树脂在各个领域得 到广泛应用并已经形成一种独特的吸附分离技术。吸附树脂的化学结构和物理结构可以根 据实际用途进行设计和选择，这是其它吸附剂所不及的。吸附树脂通过分子间的作用力， 可以从水溶液中吸附有机溶质，并可方便的洗脱再生，从而实现水中有机物的富集、分离 和回收 _。】 由Davankov和Tsyurupa等人研究的超高交联吸附树脂是一种非常独特的材料，它具 有很大的比表面积以及特殊的吸附特性，而且超高交联后能够阻止经溶剂脱附后网状结构 ‘收稿 日期：2005年 l2月 20日 项 目基金t南京大学污染控制与资源化国家重点实验室开放基金 (PCRRF05007)；江苏省教育厅基金资助 (05KID610250)； 江苏省滩涂生物资源与环境保护重点建设实验室资助 (JLCBE05005) 作者简介 邢 蓉(1972一)，女，江苏省人。理学硕士． E-maihfeizhenghao@163．com 维普资讯 第22卷第4期 离 子 交 换 与 吸 附 ·331· 的膨胀 。据报道，通过修饰不同功能基的超高交联树脂都具有较好的吸附效果，它们能 克服象常用的大孔吸附树脂AmberliteXAD．4所具有的在吸附剂和极性吸附质之间的极性 匹配和吸附剂的微孔结构等方面的困难 】【z】。 遗憾的是对于有关超高交联吸附树脂的许多理论问题还需研究，如有机物的吸附量与 化学结构、孔径、孔分布甚至树脂表面形态的关系；超高交联吸附树脂对有机物吸附的模 型的建立和热力学参数的测定还很困难；超高交联吸附树脂对有机化合物吸附的主要广普 性影响因素等等。基于这样的原因，本文系统地利用具有不同功能基修饰的超高交联吸附 树脂AM．1和JX101和大孔吸附树脂AmberliteXAD．4对苯酚、苯胺和苯甲酸的吸附行为 的比较，以获得超高交联吸附树脂对不同有机化合物吸附的特性，从i1b指导对不同有机化 合物吸附的树脂的设计和开发。 2实验方法和计算方法 2．1 仪器与试剂 高效液相色谱仪 (美国Waters公司)；恒温振荡器 (常州国华仪器厂)。AmberliteXAD4 吸附树脂从美国Rohm-Haas公司 (Philadelphia)购买；苯胺、苯酚和苯甲酸均为分析纯， 苯胺经蒸馏后再用。AM．1和JXIO1是在大孔低交联聚苯乙烯的基础上进行