化学修饰吸附树脂对水中邻苯基苯酚的吸附研究_费正皓

第３１卷第６期２０１５年１２月分子科学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＯＬＥＣＵＬＡＲＳＣＩＥＮＣＥＶｏｌ．３１Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１５收稿日期：２０１５－０７－０７基金项目：国家自然科学基金资助项目（２１３０７１０３）；江苏省“六大人才高峰”资助项目（２０１１－ＪＹ－０１１）；江苏省“３３３高层次人才工程”资助；江苏省教育厅资助项目（１３ＫＪＢ１５０００７）；江苏省滩涂生物资源与环境保护重点建设实验室研究资助项目（ＪＬＣＢＥ０８００１）．联系人简介：费正皓（１９７２－），男，博士，教授，主要从事水处理技术研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｅｉｚｈｅｎｇｈａｏ＠１６３．ｃｏｍ［文章编号］１０００－９０３５（２０１５）０５－４５７－０５ＤＯＩ：化学修饰吸附树脂对水中邻苯基苯酚的吸附研究费正皓＊，方洁，顾云兰，刘总堂，吴秀红，陈建（江苏省滩涂生物资源与环境保护重点建设实验室，盐城师范学院，江苏盐城２２４０５１）［摘要］研究了以不同基团修饰的吸附树脂对水中邻苯基苯酚的吸附行为，考察了吸附温度、时间、溶液浓度和吸附剂的种类对邻苯基苯酚的吸附效率的影响．结果表明：实验条件下，化学修饰的吸附树脂对邻苯基苯酚较佳的吸附温度为３０３Ｋ，具有丰富羰基基团修饰同时具有合适孔径的吸附树脂及更好的吸附效果，吸附等温线更符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程，吸附动力学符合Ｌａｇｅｒｇｒｅｎ准一级动力学吸附方程．［关键词］吸附树脂；邻苯基苯酚；化学修饰；氢键作用［中图分类号］Ｏ６４３［学科代码］１５０·３０［文献标志码］Ａ邻苯基苯酚是一种重要的精细有机化学品，广泛应用于医药、染料等行业，主要用于生产抗氧剂、阻燃剂、杀菌防腐剂、生物杀虫剂等［１］．在工业生产中由于缺乏有效的治理技术，大量邻苯基苯酚废水未经处理或简单处理后直接排放，不仅污染了人类赖以生存的天然水体，而且浪费了大量宝贵的化工原料或有用的化工中间体，严重制约了我国染料、农药、医药等有机化工行业的可持续发展．目前国内外各式各样的有机化工污水处理方法发展很快，其中利用吸附法进行水处理，具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料和吸附剂可重复使用等优点，已广泛应用于处理化工废水的治理及资源化．［２－８］本文以活性炭作为参照，选用不同官能团修饰的超高交联吸附树脂吸附材料作为吸附剂，考察了吸附温度、时间、溶液浓度和吸附剂的种类对水中邻苯基苯酚的吸附效率的影响，为树脂吸附法应用于邻苯基苯酚废水的治理和资源化回收提供理论依据．１实验部分１．１仪器与试剂高效液相色谱仪（Ｅ２６９５型，美国Ｗａｔｅｒｓ公司）；比表面及孔径分布测定仪（ＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓＡＳＡＰ２０１０，美国Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ公司）；恒温振荡器（ＤＨＺ－Ｄ型，中国太仓实验设备厂）；修饰试剂均购自百灵威科技有限公司，活性炭ＧＡＣ从江苏南京木林森炭业有限公司购买．１．２树脂的制备按照参考文献对氯甲基化的低交联大孔聚苯乙烯－二乙烯苯（简称氯球，ＣＬＰｓ）后交联过程中加入不同修饰基团进行化学修饰制备各种超高交联吸附树脂，其反应过程见图１，相关信息见表１．10.13563/j.cnki.jmolsci.2015.06.004图１ＣＬＰｓ化学修饰的反应路线表１吸附剂的表面性质吸附剂修饰化合物比表面积／（ｍ２／ｇ）微孔面积／（ｍ２／ｇ）羰基含量／（ｍｍｏｌ／ｇ）平均孔径／ｎｍＺＨ－０３［２］苯甲酰氯８８３．３１０７．４１．８２２．６２ＦＺＨ１２４［３］１，２，４－苯三酸酐１０８１．３５７０．８２．８９２．０５ＺＨＰ０２［４］脯氨酸９９４．２５２９．００．９６２．６０ＦＺＨ－１１［５］单宁酸７８０．１４８２．３０．８４２．９９ＦＺＨ０４［６］水杨酸８７２．８４０２．２１．６６２．５４ＺＨＬ０２［４］Ｌ－谷氨酸９８４．１５４６．２０．６６２．６０ＺＨ－０１［７］邻苯二甲酸酐１０２１．０５３１．４２．２４１．１９ＦＺＨ０３［６］乙酰苯胺８５６．４３８６．３１．６３２．４０ＮＤＡ９９［８］二甲胺７２６．５３９３．８０．０２．６０ＮＤＡ１５０［８］氧１１０２．０６６２．００．１８２．６０ＧＡＣ（参照物）－－－－１２０７．０７８６．７１．１３１．３吸附树脂的筛选准确称取吸附剂０．１０００ｇ于１５０ｍＬ锥形瓶中，分别加入１００ｍＬ３００ｍｇ／Ｌ邻苯基苯酚溶液并置于摇床中，于３０３Ｋ，转速为１３０ｒ／ｍｉｎ条件下，恒温振荡２４ｈ．用液相色谱测定邻苯基苯酚平衡浓度，计算出平衡吸附量Ｑｅ（ｍｇ／ｇ）和吸附效率（％），筛选出吸附效率超过８５％的吸附树脂．１．４吸附等温线将经过筛选的６种树脂，各称取０．１０００ｇ，置于多个１５０ｍＬ磨口锥形瓶中，然后各加入１００ｍＬ浓度ｃ０分别为１００～５００ｍｇ／Ｌ的邻苯基苯酚溶液．将锥形瓶置于摇床中，在２８８Ｋ～３１８Ｋ温度下，转速设置为１３０ｒ／ｍｉｎ，恒