聚苯硫醚基强酸离子交换纤维的制备、表征及吸附性能研究

摘要

离子交换纤维(IEF)作为新型吸附与分离材料，具有吸附-脱附速率快、渗透压稳定、应用形式广等优点，已在工业废水处理、气体净化、产品提纯等领域发挥重要作用。但传统强酸型IEF的制备，多需复杂的60Coγ射线或其它高能辐照过程，因此严重限制了其大规模工业化生产。
　　本文以商业化聚苯硫醚(PPS)纤维为原料，1，4-二氯甲基苯(XDC)与氯化苄(BC)分别为交联与接枝试剂，通过交联接枝反应获得接枝率可控的接枝共聚物BC-XDC-PPS，再通过浓硫酸或氯磺酸的磺化制得HO3S-BC-XDC-PPS强酸离子交换纤维。研究了反应温度、时间、溶剂用量、磺化试剂等对产品纤维性能的影响。结果表明:反应溶剂用量对PPS纤维接枝率影响最大，氯磺酸的磺化效果好于浓硫酸，接枝率越高磺化后纤维的交换容量越大，制得纤维的最高交换容量为3.71mmol/g。同时，采用FT-IR，SEM，TG-DTG，元素分析和化学滴定等手段对纤维的物理化学结构和性能进行了表征和测试。
　　初步研究了HO3S-BC-XDC-PPS强酸离子交换纤维的吸附性能。纤维对Cu2+的吸附是自发的吸热过程，在pH值为2～5的区间内，纤维吸附量随pH升高而增大，对于初始浓度200mg/L的溶液，纤维在40min内达到吸附平衡，模型拟合结果显示，吸附过程控速步骤为液膜扩散。苯胺溶液初始浓度为700mg/L，吸附温度为40℃时，纤维的最大吸附容量可达375mg/g。纤维在15min内就能达到吸附平衡，经5次吸附再生循环，其吸附量无明显降低。

目录

声明

摘要

图表清单

1．绪论

1．1 离子交换纤维概述

1．1．1 离子交换纤维的历史与研究现状

1．1．2 离子交换纤维的分类、结构及性能

1．1．3 离子交换纤维的制备方法

1．1．4 离子交换纤维的应用

1．2 聚苯硫醚纤维概述

1．2．1 聚苯硫醚纤维简介

1．2．2 聚苯硫醚纤维的结构与性质

1．2．3 聚苯硫醚纤维的改性应用研究

1．3 强酸离子交换纤维研究背景

1．4 选题目的和意义

1．5 主要研究内容

2．HO3S-BC-XDC-PPS强酸离子交换纤维的制备及表征

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 主要原料及试剂

2．2．2 主要设备及仪器

2．2．3 HO3S-BC-XDC-PPS强酸离子交换纤维的制备

2．2．4 纤维的结构表征和性能测定

2．3 结果和讨论

2．3．1 PPS纤维的交联接枝反应

2．3．2 BC-XDC-PPS纤维的磺化反应

2．3．3 纤维结构、性能的表征和测试

2．4 本章小结

3．HO3S-BC-XDC-PPS纤维对铜离子的吸附性能研究

3．1 引言

3．2 实验材料与方法

3．2．1 主要原料及试剂

3．2．2 主要设备及仪器

3．2．3 水溶液中铜离子浓度的测定

3．2．4 纤维吸附容量的测定

3．2．5 HO3S-BC-XDC-PPS纤维吸附Cu2+实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 溶液pH对吸附效果的影响

3．3．2 吸附等温线

3．3．3 等温吸附模型

3．3．4 吸附热力学

3．3．5 吸附动力学

3．3．6 吸附再生性能

3．4 本章小结

4．HO3S-BC-XDC-PPS纤维对苯胺的吸附性能研究

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 主要原料及试剂

4．2．2 主要设备及仪器

4．2．3 水溶液中苯胺浓度的测定

4．2．4 纤维吸附容量的测定

4．2．5 苯胺去除率的测定

4．2．6 HO3S-BC-XDC-PPS纤维吸附苯胺实验

4．3 结果与讨论

4．3．1 纤维加入量对吸附效果的影响

4．3．2 吸附等温线

4．3．3 等温吸附模型

4．3．4 吸附热力学

4．3．5 吸附动力学

4．3．6 吸附再生性能

4．4 本章小结

5．结论与展望

参考文献

个人简历、硕士期间学术论文及研究成果

致谢