酰腙类功能高分子树脂的合成及应用

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吸附分离功能高分子材料在冶金、环保、化工、制药、催化合成等领域的应用非常广泛,倍受生物学家和化学家们的关注。本文合成了一系列含有酰腙基的功能高分子树脂,并将它们应用到离子的分离富集、实验室的绿色化建设和有机合成的催化等方面,效果较为满意。 本文用丙二酸二乙酯与水合肼反应合成丙二酰二肼,再通过亲核取代反应接枝到氯甲基聚苯乙烯树脂上,并利用L9(34)正交实验就酰肼螯合树脂的合成得出了最优化实验方案。然后该树脂分别与水杨醛、呋喃甲醛和葡萄糖缩合,制得三种酰腙类螯合树脂。相对一般高分子螯合树脂的合成,本反应有速度快、条件温和、操作简便、产率较高等优点。利用元素分析、IR、DSC和SEM对5种新化合物的结构进行了表征。 用线性扫描伏安法测试了丙二酰二肼的电化学性能,并将研究成果运用到酰胼树脂功能基含量的测定上,发现用电化学方法测定的功能基含量与元素分析、克达尔法的结果一致。酰肼树脂可望用做清除树脂. 本文研究了水杨酰腙树脂对常见过渡金属离子的螯合性能,结果表明,在pH=5.5时,树脂对Zn2+的吸附量达0.81mmol/g树脂。据此提出了一个通过分离富集,来测定牛奶中微量锌的新方法,并讨论了Zn2+的配位机理。最后初步将研究成果应用于无机化学实验室的绿色化建设中。 对于葡萄糖酰腙树脂吸附硼酸的行为,讨论了吸附性能和洗脱条件,结果表明树脂在中性和弱碱性条件下可以较好的吸附硼酸,可以用盐酸来洗脱,树脂的再生能力强。还探讨了不同温度下硼酸的等温吸附曲线与Langmuir方程和Freundlich方程的吻合性,及吸附过程的热力学函数值,据此探讨了葡萄糖酰腙螯合树脂吸附硼酸的机理:认为该吸附过程是化学吸附和物理吸附共同作用的结果,在稀溶液实验范围内,吸附为单分子层吸附,吸热过程,温度升高有利于吸附的进行。 用水杨酰腙树脂吸附Co(Ⅱ),制得一高分子催化剂,用来催化氧化萘以合成1,4-萘醌,讨论了催化合成的最佳工艺条件。实验表明,本催化剂活性高、选择性好、使用寿命长,萘醌的收率比传统的液相催化法提高了10%以上。
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