【摘 要】
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工业废水中含有的氮杂环物质对自然界生物存在广泛毒性及“三致性”。由于氮杂环物质难以通过微生物代谢过程被有效降解而易在自然环境中累积,对人类健康造成潜在威胁。本研究以浓硫酸作为磺化剂,对超高交联树脂NDA-150进行磺酸基化学修饰,合成了四种磺酸基含量为0.44 mmol/g-1.63 mmol/g的（30-R、40-R、60-R、70-R）磺化树脂。采用比表面积及孔径分析仪和红外光谱（FT-IR）
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工业废水中含有的氮杂环物质对自然界生物存在广泛毒性及“三致性”。由于氮杂环物质难以通过微生物代谢过程被有效降解而易在自然环境中累积,对人类健康造成潜在威胁。本研究以浓硫酸作为磺化剂,对超高交联树脂NDA-150进行磺酸基化学修饰,合成了四种磺酸基含量为0.44 mmol/g-1.63 mmol/g的（30-R、40-R、60-R、70-R）磺化树脂。采用比表面积及孔径分析仪和红外光谱（FT-IR）对改性前后树脂进行表征。重点研究了磺酸基树脂对吡啶的吸附行为及吸附机理,并考察了磺酸基树脂对吡咯、咪唑、吡嗪、吲哚、喹啉、苯并咪唑等多种氮杂环化合物的吸附性能。磺酸基树脂吸附吡啶的等温线拟合结果表明吡啶分子在低浓度下为单层吸附,高浓度下出现多层吸附,饱和吸附量达到2.65 mmol/g。磺酸基树脂对于吡啶的吸附过程是可自发的吸热反应。吡啶在磺酸基树脂上的吸附过程符合准二级动力学模型,8小时可达到吸附平衡,表明吸附过程以化学吸附作用为主导。Weber-Morris模型拟合结果表明吡啶在吸附过程中孔内膜扩散及颗粒内扩散同为控速步骤。吸附机理研究实验表明:吡啶与磺酸基树脂之间的吸附作用力包括π-πEDA相互作用、静电相互作用、疏水相互作用,其中π-πEDA与静电相互作用为吡啶吸附主要吸附作用力。采用4%HCl-乙醇（1:2）溶液混合溶液作为吡啶的脱附剂,脱附率达到87%以上,磺酸基树脂的吸脱附性能稳定,可以重复利用。本文研究了磺酸基树脂对吡啶、吡咯、咪唑、吡嗪、吲哚、喹啉、苯并咪唑七种氮杂环物质的吸附等温线;对于上述七种氮杂环物质,磺酸基树脂的饱和吸附量均高于未改性树脂。磺酸基树脂对于疏水性较强氮杂环物质的饱和吸附量同时受磺酸基含量及树脂孔隙结构的影响,疏水性较弱氮杂环物质的饱和吸附量主要受磺酸基含量影响。磺酸基树脂对于电子云密度更高、疏水性较强、能够发生质子化的氮杂环物质吸附作用力更强。
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