丙烯酸酯类吸附树脂的制备及处理苯酚废水的研究

发布时间：2020-06-28 05:17

【摘要】：随着我国工业化的快速发展,工业用水消耗量的剧增导致废水排放也日益增加,其中以苯酚及其衍生物为代表是工业废水中1常见的高毒性、难降解物质,这对于生态环境提出了严峻考验。因此,对含酚废水的有效处理和净化变得十分重要。而吸附法被认为是一种最为有效的分离、纯化技术,它是利用吸附剂吸附废水中一种或者几种污染物,具有处理效果好、成本低、操作简便、可回收有用物料及吸附剂可重复使用等优点。为此,本文主要选用了不同的功能性单体与交联剂双甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)共聚合成出不同类型的丙烯酸酯吸附树脂并应用于模拟苯酚废水的吸附,测试了吸附树脂的表观结构与性能,探讨了影响吸附树脂吸附苯酚的主要因素,采用动力学、等温线、热力学方程模型对吸附过程的数据进行了拟合分析,所得结果如下：(1)采用悬浮聚合的方式,将具有离子型基团-SO3单体4-乙烯基苯磺酸钠(SSS)成功引入到甲基丙烯酸甲酯(MMA)与双甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)的共聚,通过对树脂进行FT-IR、TGA、SEM和BET等表征,结果表明成功合成了离子型的耐热性好,具有大孔孔径849.34 nm的丙烯酸酯吸附树脂MSE。在pH=5,吸附剂用量0.2 g,接触时间180 min,始浓度为3000 mg/L和313 K下得到最大吸附量58.29 mg/g。树脂MSE对苯酚的吸附符合准二级动力学模型,内部粒子扩散参与控制过程而非唯一的扩散控制步骤,Freundlich等温线能较好拟合该吸附过程,热力学分析表明该反应是一个自发、吸热、熵增的过程。(2)通过正硅酸乙酯(TEOS)与乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)间的水解、脱水缩合,再与双甲基丙烯酸乙二醇酯进行共聚,通过对树脂的FT-IR、 TGA、SEM和BET表征,成功合成了化学键合的耐热性好,平均孔径为3.8 nm和比表面积为293.90 m2/g的杂化丙烯酸酯吸附树脂TVE。在pH=6,吸附剂用量0.1 g,接触时间60 min,初始浓度为3000mg/L和298 K下得到最大吸附量为74.79 mg/g。TVE对苯酚的吸附能较好地符合准一级动力学方程,内部粒子扩散分析表明该过程是由多个控制步骤共同影响的。Freundlich等温线模型能很好地对吸附数据进行描述,说明该吸附过程为多层吸附,即是物理吸附过程。热力学分析表明该吸附是一个自发、放热的,低温有利吸附过程。吸附了苯酚的TVE可用10 mL甲醇和10 mL去离子水的混合溶剂作为洗脱剂对其进行洗脱,经过5次吸附-脱附再生循环利用吸附树脂TVE仍能保持最初吸附能力的92.5%,表明该树脂具有较好的重复利用性。(3)利用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)的特点,让VTMS与EGDMA先通过共聚,再使聚合物链上的Si-OCH3进一步水解、脱水缩合反应,通过水解前后产物的表征分析,成功合成了自掺杂的耐热性好,接近微孔孔径(2.54nm)的吸附树脂VE。在pH=6,吸附剂用量0.1 g,接触时间60 min,初始浓度为3000 m∥L和293 K下VE的最大吸附量为75.86 mg/g。该吸附过程符合准二级动力学方程：内部粒子扩散模型表明整个吸附过程不单是内部粒子扩散,还有其他的扩散步骤共同参与。VE对苯酚的吸附符合Freundlich等温线模型。热力学分析表明,吸附过程是自发的、放热的物理吸附,同时吸附后的苯酚分子在树脂表面的排列更加无序。采用20 mL甲醇和去离子水(体积比为1：1),经过4次再生循环利用吸附树脂VE仍能保持最初吸附能力的95.04%,展现出了很好的重复利用性。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O647.33
【图文】：

形貌分析逡逑树脂ＭＳＥ的宏观表面形貌图，从图中可Ｗ看出树脂ＭＳＥ的球形颗粒，其平均直径约为１ｍｍ。逡逑挺姫综}v藏巇掽逡逑灥

本文编号：2732603