磁性PS-DEA树脂的制备与表征.pdfVIP

Vol.35 高等 学校 化 学 学报 No.4 2014年4 月 摇 摇 摇 摇 摇 摇 CHEMICALJOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES摇 摇 摇 摇 摇 摇 858~862 doi:10.7503/ cjc 摇 摇 磁性PS鄄DEA树脂的制备与表征 路翠萍,马应霞,王茹娟,陈摇 颖,杜雪岩 (兰州理工大学材料科学与工程学院,省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州730050) 摘要摇 利用二乙醇胺(DEA)对氯甲基化聚苯乙烯基树脂(PS鄄Cl)进行表面改性,制备了亲水性的PS鄄DEA树 脂,然后以FeCl ·6H O和FeSO ·7H O为前驱体通过共沉淀法原位复合制备了磁性PS鄄DEA树脂. 表征了 3 2 4 2 磁性PS鄄DEA样品的形貌、结构以及磁性能,研究了PS鄄DEA和磁性PS鄄DEA对水溶液中Hg(域)的吸附性 2 能. 结果表明,含有 Fe O 的磁性 PS鄄DEA 树脂的比饱和磁化强度(M )为0郾92 A ·m / kg,磁性树脂中 3 4 s Fe O 所占的质量分数为1郾7%. 用Langmuir等温模型拟合了PS鄄DEA和磁性PS鄄DEA对水溶液中Hg(域)的 3 4 吸附数据,计算得到最大吸附量分别为320郾51和352郾11mg/ g,这表明磁性纳米粒子的引入有利于提高树脂 的吸附性能,这种磁性树脂有望作为吸附剂用于水处理领域. 关键词摇 二乙醇胺;氯甲基化聚苯乙烯基树脂;共沉淀法;磁性PS鄄DEA 中图分类号摇 O631;O614摇 摇 摇 摇 文献标志码摇 A摇 摇 摇 摇 随着工农业的迅猛发展以及人口数量的快速增加,越来越多的含金属离子废水排放对自然界的生 态平衡及人类的身体健康都造成极大的危害,所以对含金属离子废水的处理以及金属离子的去除变得 尤为重要[1~3]. 在众多金属离子中,汞是具有剧毒且应用广泛的金属之一,对水中Hg(域)的去除方法 有沉淀法、离子交换法、膜分离法和吸附法等,其中吸附法具有操作简单,快捷有效等特点,是最常用 和最有前景的水处理技术[4~6]. 近年来,随着磁性分离技术的发展,磁性复合吸附材料在去除水体污染物领域的应用受到广泛关 注,作为一种新型功能材料,其内部结构单元存在独特孔道结构且具有磁响应性能. 因此,结合了磁 性分离特性的磁性吸附剂的制备成为研究的一大热点[7~10]. 在磁性复合材料中,磁性螯合吸附剂具有 优良的吸附性能, 良好的再生性能以及对金属离子具有选择性等特点,使这类具有相应配位体的磁性 材料在污水处理领域备受关注. 含有特定化学官能团的磁性螯合吸附剂的制备及对水溶液中Hg(域) 的去除研究报道较多[11~14]. 在螯合树脂中,最常见的一类是含有多胺、胍基基团和氨基吡啶的螯合树 脂,这些含有N原子的螯合树脂对二价过渡金属离子具有优良的吸附效果和选择性[15~18]. 目前,磁性 吸附剂中研究较多的是对磁性Fe O 纳米颗粒的表面进行改性以及采用原位聚合法制备具有螯合基团 3 4 的磁性树脂,而以疏水性的大孔树脂为原料直接制备磁性螯合树脂的研究较少. 因此,本文利用含有 亚氨基和羟基的二乙醇胺(DEA)对疏水性的氯甲基化聚苯乙烯基大孔树脂(PS鄄Cl)进行亲水改性,然 后采用共沉淀法原位复合磁性Fe O ,制备了既具有螯合基团又具有磁响应性的磁性PS鄄DEA. 通过扫 3 4 描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和振动样 品磁强计(VSM)对样品的形貌、结构和性能进行了表征. 研究了PS鄄DEA 和磁性PS鄄DEA对水溶液中