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多酚型大孔吸附树脂的制备及吸附机理的研究

张力平

  本论文首次选用缩合类单宁(落叶松单宁和黑荆树单宁)对高分子底物进行化学合成,利用固化单宁在氯球上引入多酚羟基,制备出新型含多酚羟基的大孔吸附树脂,采用苯酚和染料碱性橙制备的模拟废水对其吸附性能及吸附机理进行系统的研究,并对苯酚的实际废水和天然产物黄芩苷进行吸附回收。所得结论如下: 1)所选择的三条合成路线均已成功地制备出了多酚型大孔吸附树脂。通过正交试验和影响因素试验,确定了树脂Ⅰ的最佳合成条件:亚硝酸钠用量1.0g、盐酸浓度3.0mol/L、落叶松单宁用量1.0g、合成温度20℃;树脂Ⅱ的最佳合成条件:氨基树脂2g,加入5ml四氢呋喃,溶胀2h,再加入25ml水和1ml甲醛水溶液,反应30min,然后加入25ml的1%单宁水溶液,在pH值为6.4~6.7,温度为99~100℃的条件下反应7h以上;树脂Ⅲ的最佳制备条件:NaOH浓度1mol/L,反应时间1h,单宁浓度5%,不调固化pH值。 2)树脂Ⅰ的最佳静态吸附条件:碱性橙溶液的pH值为3.0、树脂投加量0.5g、吸附温度30℃;动态吸附试验的最佳吸附条件:流速20ml/min、pH值为3.0;树脂Ⅱ的最佳静态吸附条件:苯酚溶液的pH值为3.0,吸附温度30℃;动态吸附最佳条件:室温下,苯酚的初始浓度为1000mg/L、苯酚溶液的pH值为6,流速1BV/h;吸附树脂Ⅲ的最佳静态吸附条件:碱性橙溶液的pH值为5.0,吸附温度25℃,染料初始浓度100mg/L;吸附树脂Ⅲ的动态吸附条件,在2BV/h的流速下进行。 3)对吸附树脂进行动力学研究,分别用Langmuir和Freundlich进行分析,其吸附过程都较符合Langmuir吸附等温线和Freundlich吸附等温线;吸附树脂的吸附既有外表面吸附也有内部吸附,其中内部吸附对吸附过程的影响比外表面吸附的影响更大;吸附传质过程主要受液膜扩散和颗粒内扩散的共同影响与控制;树脂的吸附量都随着平衡浓度的增大而增大,低温有利于吸附的进行。 4)改性树脂Ⅰ的最佳静态脱附条件:脱附剂为1.5mol/L的NaOH溶液,脱附温度50℃;改性树脂Ⅰ循环使用3次后,对碱性橙的吸附率为80%以上。改性树脂Ⅱ的最佳静态脱附条件:脱附剂为乙醇溶液,脱附温度为室温;树脂Ⅱ循环使用5次后,其吸附容量几乎没有降低;特别是对苯酚实际废水和天然产物黄芩苷的吸附回收,也表现出了良好的吸附特性。吸附树脂Ⅲ的静态脱附条件:脱附剂为0.5mol/L的NaOH溶液,脱附温度为45℃;吸附树脂在45℃条件下脱附5次后,吸附容量几乎没有下降。 通过上述比较,发现树脂Ⅱ在合成工艺和吸附性能方面均表现出良好的性能。……   
[关键词]:植物单宁;大孔吸附树脂;吸附;氢键作用
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:北京林业大学2005年