聚乙烯四唑型螯合树脂及其对重金属离子的吸附性能-

Vol．35高等学校化学学报No．72014年7月CHEMICALJOUＲNALOFCHINESEUNIVEＲSITIES1596～1602doi:10．7503/cjcu20140029聚乙烯四唑型螯合树脂及其对重金属离子的吸附性能’陈佑宁1，2，高莉1，贺茂芳1，卫引茂1(1．西北大学化学与材料科学学院，合成与天然功能分子化学教育部重点实验室，西安710069;2．咸阳师范学院化学与化工学院，咸阳712000)摘要采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATＲP)方法将丙烯腈(AN)接枝到氯甲基化聚苯乙烯树脂(PS-CH2Cl)表面，再与叠氮化钠进行3+2环加成反应，制备了一种聚乙烯四唑型螯合树脂(PVT-g-PS)．用红外光谱和元素分析对PVT-g-PS树脂进行了表征，考察了该树脂对Pb(Ⅱ)，Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能．在一定聚合时间范围内，丙烯腈接枝率与SI-ATＲP时间呈线性关系，树脂表面四唑含量及树脂对金属离子的吸附容量随丙烯腈接枝率增大而增大，说明丙烯腈在树脂表面聚合为活性可控聚合，树脂表面功能团含量和树脂吸附容量可以用聚合时间调控．通过分析树脂吸附容量与溶液pH值的关系、吸附等温线和吸附动力学，证明3种金属离子的吸附主要是基于配位作用的化学吸附．当SI-ATＲP时间为10h时，树脂对Pb(Ⅱ)，Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附容量高达1.57，1.68和1.92mmol/g．经过10次吸附-解吸循环实验，树脂的吸附容量无显著变化，表明新型树脂具有较高的吸附量和良好的重复使用性．关键词氯甲基化聚苯乙烯树脂;表面引发原子转移自由基聚合;四唑;重金属离子;吸附性能中图分类号O631;O647．3文献标志码A收稿日期:2014-01-10．基金项目:国家自然科学基金(批准号:21275115，20975080)、教育部科学技术研究重点项目(批准号:212178)和国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA050103)资助．联系人简介:卫引茂，男，博士，教授，博士生导师，主要从事分离科学理论及分离材料制备研究．E-mail:ymwei@nwu．edu．cn螯合树脂是一类能与金属离子形成配位络合物的功能高分子材料，对重金属离子具有分离与富集作用，广泛应用于重金属废水的处理［1，2］．吸附选择性和吸附容量是评价螯合树脂性能的2个重要指标，其中，吸附容量取决于