硫代杯芳烴功能化修飾及其吸附重金屬離子的應(yīng)用.pdf

1、治理環(huán)境污染是當(dāng)今世界面臨的一項重大而急迫的任務(wù)。近年來，隨著采礦、冶煉、化工、電鍍等行業(yè)的快速發(fā)展，大量重金屬污染物被排放，對生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。特別是，大量重金屬離子進入水體后，會對人類的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生更大的危害。這種危害源于重金屬元素具有難降解、高毒性、生物富集等特點。鑒于目前水體重金屬離子污染的狀況，本論文開展了硫代杯[4]芳烴(thiacalix[4]arene簡稱TCA)及其金屬配合物的一些研究工作。主要內(nèi)容包含:

2、r>　　1.首先制備了第三代超分子主體化合物——硫代杯[4]芳烴，該化合物能與許多過渡金屬形成絡(luò)合物。以TCA為原料，通過磺化反應(yīng)，得到了磺化硫代杯芳烴(thiacalix[4]arenetetrasulfonate，簡稱TCAS)，所采用的方法是我們自己設(shè)計的全新方法，未見報道。再以磺化硫代杯芳烴作為活性成分,通過靜電吸引力負載到717-陰離子樹脂上，最終得到了TCAS吸附樹脂。
　　2.通過IR、UV-vis、1H NMR等分

3、析手段。對TCA和TCAS的結(jié)構(gòu)進行了表征。對于TCA，IR:2960cm-1處為叔丁基的特征吸收峰;UV-vis:λmax=320 nm;1H NMR:在δ9.6出現(xiàn)了酚羥基氫的信號，同時三類氫的積分面積比符合其TCA中氫原子個數(shù)比。對于TCAS，IR:2960cm-1處的叔丁基的特征吸收峰消失，而在1180cm-1處出現(xiàn)磺酸基團的特征吸收峰;UV-vis:λmax=301.4nm;1H NMR:僅僅在δ7.86出現(xiàn)了一個單峰，為苯環(huán)

4、氫的信號。
　　3.通過IR、UV-vis等分析手段對TCAS吸附樹脂進行了檢測。結(jié)果表明，TCAS與陰離子樹脂有很好的結(jié)合作用，TCAS不會從陰離子樹脂的表面脫落，該吸附樹脂在水中也有很好的穩(wěn)定性。
　　4.通過空白對照試驗，研究了TCAS吸附樹脂和空白樹脂對Pb2+、Cu2+吸附去除率。實驗表明，TCAS吸附樹脂對水體中的Pb2+、Cu2+有很好的吸附效果，該吸附樹脂對Pb2+和Cu2+的吸附容量分別為14.26 mg/

5、g和29.78 mg/g。
　　5.通過改變樹脂用量、吸附所用時間、溫度和重金屬離子溶液的pH值等條件，得出了在不同條件下吸附樹脂對Pb2+、Cu2+的去除率，從而得到了最佳實驗條件。具體來說，TCAS吸附樹脂對Pb2+、Cu2+的去除效果會隨著樹脂用量的增大而提高;吸附達到平衡所用的時間會隨著溫度的升高而增加，但是去除率卻隨著溫度的升高而降低。當(dāng)吸附達平衡時，殘余的Cu2+濃度可達到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，而Pb2+濃度達到了國家工業(yè)用

6、水排放標(biāo)準(zhǔn);在pH值由4～8的變化過程中，TCAS吸附樹脂對Cu2+的吸附去除變化幅度并不大，也即在溶液呈中性或弱酸性時，吸附樹脂對Cu2+去除率最大。而TCAS吸附樹脂對Pb2+的吸附對環(huán)境的要求更為寬松，在中性、弱酸性和弱堿性環(huán)境下均有較好的去除效果。
　　6、我們還進一步研究了在重金屬離子共存體系中，TACS吸附樹脂對多種重金屬離子Pb2+、Cu2+和Cd2+共存的溶液吸附優(yōu)先性規(guī)律，得出TACS吸附樹脂對這幾種金屬離子的吸