磁性殼聚糖衍生物螯合樹(shù)脂的制備與吸附性能研究.pdf

1、螯合樹(shù)脂是一種能與金屬離子形成多配位絡(luò)合物的功能高分子材料。螯合樹(shù)脂分子中具有螯合作用的功能基，一般都是通過(guò)化學(xué)鍵直接負(fù)載在聚合物載體上。從螯合樹(shù)脂吸附重金屬離子的機(jī)理可知，樹(shù)脂上的功能原子與金屬離子形成類似小分子螯合物的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的配位鍵，所以在吸附過(guò)程中，功能基與金屬離子之間的作用和重金屬離子在吸附劑內(nèi)部的擴(kuò)散顯得尤為重要。由于螯合樹(shù)脂具有與金屬離子結(jié)合力強(qiáng)、選擇性高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此可廣泛應(yīng)用于各種金屬離子的去除、回收、分離和富

2、集。
　　本文以殼聚糖為基質(zhì)，F(xiàn)e3O4為載體，戊二醛為交聯(lián)劑，分別用二氰二胺和糠醛對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性、交聯(lián)，并包覆在Fe3O4顆粒的表面，合成了二氰二胺改性交聯(lián)磁性殼聚糖螯合樹(shù)脂（CMCTS）和糠醛改性交聯(lián)磁性殼聚糖螯合樹(shù)脂（FMCTS）。因合成的螯合樹(shù)脂/ Fe3O4顆粒具有內(nèi)在磁性，所以方便螯合樹(shù)脂與廢水的分離及樹(shù)脂的回收利用。由于螯合樹(shù)脂分子鏈中分別引入N原子和O原子，提高了樹(shù)脂的離子選擇性識(shí)別能力，從而提高了對(duì)重金屬離子的

3、吸附能力。利用紅外光譜（FT-IR）、X射線衍射（XRD）分析、熱失重分析（TGA）、掃描電鏡（SEM）、能譜（EDS）分析等方法對(duì)合成的螯合樹(shù)脂進(jìn)行了表征。研究了CMCTS螯合樹(shù)脂吸附重金屬離子時(shí)，接觸時(shí)間、金屬離子初始濃度、pH和吸附劑量對(duì)Co(II)、Ni(II)、Pb(II)和Hg(II)四種重金屬離子吸附性能的影響。結(jié)果表明，四種金屬離子的最佳吸附條件為：pH值分別為5、5、5、4；金屬離子初始濃度分別為60 mg/ L、20

4、0 mg/ L、60 mg/ L、200mg/ L；吸附劑量為1g/L、1g/L、2g/L、2 g/L；吸附時(shí)間均為8 h。在CMCTS吸附最佳條件下，對(duì)殼聚糖、CMCTS和FMCTS的吸附容量和去除率進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，CMCTS的吸附性能優(yōu)于其他兩種。
　　吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)用準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)和粒子內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)模型作線性擬合，從而估算CMCTS吸附動(dòng)力學(xué)參數(shù)，研究的體系均遵循準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，證明速控步驟為化學(xué)吸附。分別利用Lang