聚苯硫醚基強堿離子交換纖維的制備與性能研究.pdf

1、離子交換纖維(Ion Exchange Fiber,IEF)是一類具有離子交換與吸附分離功能的新型環(huán)境意識材料。它具有諸多傳統(tǒng)顆粒狀離子交換材料所無法比擬的優(yōu)點。強堿離子交換纖維在超純水制備、空氣凈化、重金屬和生物大分子的提取以及非均相催化劑載體等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。但是強堿離子交換纖維的制備方法有限,制備過程也相對復(fù)雜,從而嚴(yán)重制約了強堿離子交換纖維的工業(yè)生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。本文以商業(yè)化聚苯硫醚纖維為基本骨架,通過對其主鏈苯環(huán)的氯甲

2、基化和季銨化兩步法制備一種具有高交換容量、良好化學(xué)和熱穩(wěn)定性的強堿離子交換纖維。本強堿離子交換纖維的制備工藝避免了傳統(tǒng)工藝中的輻照接枝技術(shù),大大減低了成本,簡化生產(chǎn)步驟,為工業(yè)化生產(chǎn)提供方便。用SEM、FT-IR、TG-DTG、元素分析以及化學(xué)滴定等手段對本纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及交換容量進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,聚苯硫醚基強堿離子交換纖維有較高的交換容量(3.51 mmol/g),其官能團(tuán)在200℃以下幾乎沒有分解,具有很

3、好的熱穩(wěn)定性,其骨架在500℃以上才有緩慢的分解。纖維在酸性溶液中有很好的穩(wěn)定性,經(jīng)過5 mol/L HCl溶液在50℃下浸泡24 h,纖維的交換容量保持不變,纖維經(jīng)過10％H2O2在50℃下處理24 h,交換容量僅損失7.2％,說明纖維的抗氧化能力很強。纖維在常溫下對低濃度1 mol/L NaOH溶液也有很好的穩(wěn)定性。本纖維對水溶液中六價鉻離子有很好的吸附性能,纖維在pH為1-12的范圍內(nèi)對六價鉻都能有效的吸附,當(dāng)pH=3.5,100