2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、近年來隨著我國工業(yè)的持續(xù)發(fā)展,重金屬對環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重,其中以重金屬鉻的污染最為突出。離子交換樹脂作為一種高效的吸附分離載體,在重金屬廢水處理方面有著廣泛的應(yīng)用。
   本文以聚苯乙烯為樹脂骨架,用氯乙?;郾揭蚁?PS-Acyl-Cl)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氯甲基化聚苯乙烯,并用此原料制備了結(jié)構(gòu)性能不同的離子交換樹脂。該P(yáng)S-Acyl-Cl原料載體具有以下特點(diǎn):避免了使用氯甲醚及二氯甲醚等有致癌作用的物質(zhì);所用的?;噭┍阋?、易得;酰

2、基化基團(tuán)對苯環(huán)有鈍化作用,在苯環(huán)的親電取代中不易發(fā)生多取代,消除了氯甲基化反應(yīng)中存在多取代和二次交聯(lián)的問題;反應(yīng)條件溫和、操作簡單、安全、經(jīng)濟(jì)。
   本文首先用PS-Acyl-Cl代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氯甲基樹脂與三甲胺(TMA)反應(yīng)制得了新型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂PS-Acyl-FMA,并研究了該樹脂對于Cr(Ⅵ)的吸附性能。結(jié)果表明:隨著pH的降低,該樹脂對Cr(Ⅵ)的吸附量增大,pH=2時有較高的吸附量,約117 mg/g。吸附過程符

3、合Langmuir和Freundlich方程,且為自發(fā)放熱過程,低溫有利于吸附。樹脂對于Cr(Ⅵ)的吸附速率較快,35min達(dá)到平衡,且動力學(xué)研究表明該吸附過程為液膜擴(kuò)散控制。用5%的NaOH可以將吸附在樹脂上的Cr(Ⅵ)解吸,解吸率大于96%,且樹脂重復(fù)使用性良好。
   Cr(Ⅵ)以陰離子形勢存在,故根據(jù)離子交換原理,弱堿性陰離子交換樹脂同樣可以對其吸附。因此,本文同樣研究了用PS-Acyl-Cl與二乙胺(DEA)反應(yīng)制得了

4、新型弱堿性陰離子交換樹脂PS-Acyl-DEA,同時研究了其對于Cr(Ⅵ)的吸附性能。結(jié)果表明:該樹脂對Cr(Ⅵ)有較高的吸附量,在25℃約263 mg/g,大于文獻(xiàn)中報(bào)道的弱堿性離子交換樹脂和PS-Acyl-TMA,且吸附過程符合Langmuir和Freundlich方程。隨著pH的降低,該樹脂對Cr(Ⅵ)的吸附量增大,在pH=2時保持較高的吸附量。該吸附過程為自發(fā)且放熱過程,且為液膜擴(kuò)散控制。對柱吸附過程進(jìn)行了優(yōu)化,確定6 BV/h

5、為最為經(jīng)濟(jì)的流速。洗脫劑濃度為5%的NaOH水溶液,且流速為3 BV/h為最為經(jīng)濟(jì)的洗脫條件。
   Cr(Ⅲ)與Cr(Ⅵ)一樣是一種重要的污染源,但不同的是其以陽離子形式存在。本文首先通過PS-Acyl-Cl與乙二胺(EDA)的反應(yīng)制得了乙二胺化聚苯乙烯樹脂(PS-Acyl-EDA),再通過Michael反應(yīng),以PS-Acyl-EDA和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)為原料,N,N-二甲基甲酰胺為溶劑(DMF),碳

6、酸鉀為催化劑(K2CO3),四丁基溴化銨(TEAB)為相轉(zhuǎn)移催化劑,制備得到一種新型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂PS-Acyl-SO3H。該樹脂在pH=5時樹脂對Cr(Ⅲ)的吸附量最大。在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)等溫吸附過程均符合Langmuir和Freundlich方程,且最大吸附量為18.6208 mg/g。PS-Acyl-SO3H對于Cr(Ⅲ)的吸附在180min達(dá)到平衡,且吸附為液膜擴(kuò)散控制。隨著溫度的升高,樹脂的吸附量略有上升,但總體來講,在1

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