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在电镀、电子、矿山以及有色金属冶炼、机械加工等行业中,均会产生各种含铜废水。废水的排放不仅会照成环境污染,且资源浪费。分离与去除废水中Cu2+的方法有多种,其中吸附法是一种简便、高效且吸附剂可再生与循环使用的有效方法。而在各种固体吸附材料中螯合吸附材料吸附容量高、选择性强,是一类更具发展前景的固体吸附材料。螯合吸附材料可包括壳聚糖、γ-多聚谷氨酸等高分子化合物,其中的螯合树脂还可根据载体的不同分为聚苯乙烯类、聚丙烯酸类、聚乙烯醇类等。聚苯乙烯类树脂因其良好的力学强度、较好的物理和化学稳定性、在酸碱溶液中保持结构稳定且表面存在芳环结构,便于进行功能化等优点而得到广泛应用。然而通常的螯合基团都键合在树脂表面或近表面,吸附过程易收到非均相界面位阻的负面影响,吸附速率较慢。 本文以氯乙酰化聚苯乙烯微球(PS-acyl-Cl)为引发剂,以含有反应性环氧基团的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和亲水性的丙烯酰胺(AM)为单体,采用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了梳状的亲水性环氧聚苯乙烯微球载体(PS-acyl-g-P(AM-GMA)),并在此基础上与L-苯丙氨酸(L-Phe)反应制得一种梳状亲水性L-Phe树脂。这种接有一定长度亲水性含环氧基的柔性载体分子链,可以强化载体表面的亲水性,便于树脂上的螯合基团与Cu2+作用,有利于梳状亲水性L-Phe树脂对Cu2+的吸附。使用该树脂和实验室自制的梳状亲水性羟胺树脂进行Cu2+的吸附实验。主要结论如下: 1.经过增重率、测定环氧基含量及红外分析等表征手段证明成功制得梳状亲水性L-Phe树脂。在梳状亲水性L-Phe树脂的合成过程中,优化的最佳反应条件是:溶液pH为8,反应时间为20h,原料树脂溶胀时间为24h,反应溶剂为纯水,催化剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量20%,转化率可达72%、L-Phe担载量可达2.4mmol/g。 2.优化了梳状亲水性L-Phe树脂对Cu2+的静态吸附,树脂吸附Cu2+的过程符合Langmuir式,吸附是单分子层吸附。吸附时间80min即达到饱和,优于文献的5h。树脂吸附Cu2+的pH范围为5.8-8.0,树脂的最高吸附量为2.0mmol/g。用最高吸附量2.0mmol/g的树脂做解吸附,考察了Cu2+的解吸附速率曲线,选择1mol/L的稀盐酸溶液作为解吸附剂,解吸附1.5h后解吸率达到93.74%。 3.梳状亲水性羟胺树脂对溶液中的Cu2+有较强的吸附作用。树脂吸附180min基本达到吸附平衡,最大吸附量达到3.129mmol/g。用1mmol/L硫酸溶液进行解吸,解吸率大于95%。