高比表面中孔吸附树脂的孔结构调控、表征及吸附性能研究

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分离科学是自然科学和应用科学中十分重要的分支,大孔吸附树脂由于具有稳定的物理化学性质,不溶于酸、碱及有机溶剂,可反复使用,选择性高,操作简单、方便等优点已经成为工业生产中应用最多、最广泛的一类分离材料,但受其在其合成过程中成孔机理的制约,其比表面积最高只能达到800m2/g,和活性炭等吸附剂相比还有一定的差距。而用Davankov后交联法制备的超高交联树脂具有很高的比表面积1100-1400 m2/g,但这种方法除了要在合成过程中使用有致癌作用的氯甲醚外,合成的树脂孔径普遍偏小,即主要是由小于2nm的微孔组成的。   本文通过使用双功能基的后交联剂对高交联的St-co-DVB初始共聚物进行Davankov后交联,在初始共聚物中引入刚性较大且尺寸较长的交联桥,成功制备出了兼具高比表面积和较大平均孔径的吸附树脂,并采用两种方法来对吸附树脂的孔结构作进一步调控:(1)改变致孔剂种类和用量及初始交联度来调控初始共聚物的网孔结构(2)改变后交联剂种类和用量等后交联反应条件。   通过以上方法制备的吸附树脂表面积达1000-1300 m2/g,孔的平均孔径在5-8nm,大部分孔分布在15-40nm的中孔范围内。以小分子苯酚和大分子VB12为模型化合物进行静态吸附试验,本文制备的吸附树脂对苯酚和VB12的吸附量都大于商业化大孔树脂XA D4,而超高交联树脂H103对苯酚的吸附量虽略大于本文制备树脂,但它对VB12几乎不能吸附。以苯酚、萘酚作为模型化合物进行吸附动力学研究,本文所制备树脂对苯酚和萘酚的吸附速率均大于XA D4树脂和H103树脂,能更快达到吸附平衡,表现出了良好的吸附性能。以含有大量大分子杂质的实际体系甜菊糖粗品和甜菊糖纯品作为吸附质进行树脂应用的研究,发现本文制备的树脂无论对甜菊糖纯品和甜菊糖粗品,吸附量都大于商业化树脂AB8,具有广阔的应用前景。
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