丙烯腈—衣康酸共聚物的合成、改性及对金属离子的吸附性能

【摘要】本文以丙烯腈（AN）、衣康酸（IA）为聚合单体，采用高内相比乳液模板法合成了丙烯腈-衣康酸共聚物，系统考察了聚合反应条件对聚合物孔结构、比表面积的影响；在此基础上，通过对腈基的羟胺改性，制备出了含偕胺肟基、羧基的螯合树脂。对所合成的树脂进行了红外光谱、扫描电镜、孔结构分析等表征。系统研究了羟胺改性丙烯腈-衣康酸共聚物对Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)金属离子的吸附性能，包括静态饱和吸附量、吸附动力学、吸附热力学以及富集性能等。1、以丙烯腈、衣康酸为单体，偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂、span80为乳化剂、环己烷为致孔剂、CaCl2为稳定剂，采用高内相比乳液模板法合成了丙烯腈-衣康酸共聚物。系统研究了聚合条件（包括AN/IA摩尔比、AIBN用量、Span80用量、聚合温度、水油比、反应时间）对丙烯腈-衣康酸共聚物孔径及孔径分布和比表面积的影响。对丙烯腈-衣康酸共聚物的红外光谱、扫描电镜、孔结构分析等表征，结果表明，AN/IA摩尔比为10:1；AIBN用量为7wt%；Span80用量为38wt%；聚合温度为70℃；水相体积含量为80%；反应时间为7小时，所得共聚物的平均孔径分布在10-70nm之间，比表面积为15.78m2g-1。丙烯腈-衣康酸共聚物呈现疏松多孔形态，具有中孔结构。2、对聚丙烯腈-衣康酸共聚物进行了羟胺改性，对改性后的树脂进行了红外、扫描电镜表征，详细研究了改性聚丙烯腈-衣康酸共聚物对Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)等金属离子的吸附性能。实验表明，改性聚丙烯腈-衣康酸共聚物对所研究的金属离子具有较高的吸附量。对Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)的静态饱和吸附量分别达到0.44、0.38、0.42mmol/g。吸附动力学实验表明：改性聚丙烯腈-衣康酸共聚物对Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)的吸附速率较快，t1/2均在10min左右；吸附机理均为液膜扩散，吸附过程符合拟二级动力学模型。吸附热力学实验表明：树脂对Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)的热力学吸附符合Freundlich等温吸附方程，吸附为吸热过程；对微量金属离子的富集实验结果表明，当水溶液中Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)的浓度分别为100、10、2000ug/L时，树脂对金属离子的回收率均达到85%以上，Na(I)、Mg(II)、Ca(II)等干扰离子对回收率影响不大。
【作者】马彩霞；
【导师】纪春暖；
【作者基本信息】鲁东大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】聚丙烯腈-衣康酸共聚物；羟胺改性；偕胺肟；金属离子；吸附；

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