丙烯酸系除硼树脂的合成及性能研究
发布时间：2021-03-28 17:05
硼及其化合物一方面广泛地用于生产生活中,另一方面过多摄入硼,会对生命体造成巨大伤害。对于除去水体中的硼酸,其中一种有效的除硼方法是树脂吸附法。本论文合成了三种新的除硼树脂,主要适用于吸附低浓度硼酸溶液,以达到除硼和提取硼的目的。1.以聚丙烯酸甲酯树脂（PMA）为原料,与二乙烯三胺进行胺化反应,合成中间体PMA-DETA树脂,中间体再用环氧丙醇修饰,异丙醇作溶剂,合成了PMA-DETA-Gly树脂。以聚丙烯酸甲酯树脂（PMA）为原料,与乙二胺进行胺化反应,合成了中间体PMA-EDA树脂,中间体先与葡萄糖反应,再用硼氢化钠催化还原,所用溶剂为甲醇,合成了PMA-EDA-Glu树脂。通过对PMA、PMA-DETA、PMA-EDA、PMA-DETA-Gly、PMA-EDA-Glu五种树脂的含水量、弱碱交换量及红外光谱分析,可以判断出除硼树脂PMA-DETA-Gly和PMA-EDA-Glu成功合成出来。考察了这几种树脂对硼酸的吸附性能,结果显示其中仅除硼树脂PMA-DETA-Gly和PMA-EDA-Glu可吸附硼酸。在低浓度硼酸溶液中PMA-DETA-Gly对硼酸的吸附容量可达7.70 mg/g...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用菱镁矿去除水体中的硼酸的过程[33]
硕士学位论文6容量高达3.25mmol/g，远高于市售的硼选择性树脂（例如AmberliteIRA-743）和许多其他合成的吸附剂。该吸附剂可以在8h内吸附溶液中90%左右的硼酸，在12h内达到吸附平衡。当使用1.2g/L的吸附剂量时，海水中的硼浓度可以从4.8mg/L降低到小于0.5mg/L。1.4.3萃取法萃取法是利用相似相溶的原理，即溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度不同，可以将溶质从溶解度高的溶剂里倒入溶质溶解度低的溶剂里，使得溶质在溶解度低的溶剂里析出，然后提取出来。使用萃取法除硼主要原因是硼酸可以与含有邻羟基或者多羟基有机溶剂发生络合反应，并且选择的含邻羟基或者多羟基物质与水不能互溶。当硼酸与羟基反应结束之后，把需要萃取的含硼酸物质从水相中萃取分离。AgustinFortuny[36]等在不同溶剂改性剂下测定了二元醇1，3-二醇，萃取剂对分离硼的效率，结果显示葵醇可以为煤油相中的1，3-二醇分子提供更稳定的环境，使得其对硼萃取的效率更高。在连续的萃取实验中，2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇（BEPD）在二醇中的稳定性最好。图1-2硼酸与BEPD和TMPD反应的平衡状态[36]1.4.4渗透法渗透法有正渗透法（FO）和反渗透法（RO）两种。正渗透法是一种膜过程，以渗透压为驱动力，水从低渗透压的一侧通过半透膜进入高渗透压的那一侧。正渗透法操作简单绿色无污染，不需要外力来增加驱动力，回收率高，可以用于治理水体污染和从溶液中提取特定物质。但是，用正渗透法除硼时容易受溶液酸碱度的影响。Liu等[37]用正渗透法去除放射性废水中的核素和硼酸，测定了膜材料
丙烯酸系除硼树脂的合成及性能研究13型溶液和后结晶碱液中去除草酸硼酸盐。使用间歇系统研究了GLY树脂的吸附行为。结果表明，在硼酸溶液pH为9.5时吸附容量最大，24h后达到平衡，平衡吸附容量为1.3mg/g。树脂对硼酸盐的静态吸附等温线符合Langmuir模型的计算表明，说明树脂对硼酸是单分子层的化学吸附。从硼浓度为5mg/L的溶液和具有9.1mg/L的结晶后碱液中的硼去除率分别为99％和80％。热力学参数表明了吸附过程的自发性和吸热性。GLY树脂对硼的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型，说明吸附速率主要受膜扩散的影响。树脂吸附-解吸效率为100％，说明GLY树脂可以反复使用。图1-4GLY树脂的合成路线[68]Kamcev等人[69]用比表面积高的多孔聚合物的四苯甲烷的中孔聚芳香族骨架（PAFs）为原料，在PAFs的孔壁里加载N-甲基-D-葡萄糖胺（NMDG），得到两种除硼聚合物PAF-1-NMDG和P2-NMDG，然后对比了两种新的除硼剂与商用树脂AmberliteIRA743对硼酸的吸附性能，结果显示，以PAFs为骨架的聚合物吸附硼酸的能力比AmberliteIRA743树脂高70%左右，而且吸附硼的速度更快，PAF-1-NMDG可以在3min内，以0.3mg/L的树脂量将海水中硼的浓度从2.91ppm下降到小于0.5ppm。两种除硼剂可以在温和的酸碱条件下再生，能够反复使用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2种硼肥对油菜沣油737产量和经济效益的影响[J]. 周江明,姜正孝,龚俊. 浙江农业科学. 2020(01)
[2]硼的地球化学性质及其在俯冲带的循环与成矿初探[J]. 林秋婷,陈晨,刘海洋. 岩石学报. 2020(01)
[3]LSC-800树脂对卤水精制中硼的吸附研究[J]. 邓顺蛟,曾英,李陇岗,秦佳政,唐海英,贾国安. 化工矿物与加工. 2019(12)
[4]施用硼肥对雪莲果产量与品质的影响[J]. 周梦春,周昕燕,谭毛,何燕子,向茂英,周华伦. 贵州农业科学. 2019(12)
[5]XSC-700树脂对压裂返排液中硼的吸附研究[J]. 杜佳佳,屈撑囤,鱼涛. 化学工程. 2019(08)
[6]端邻位羟基超支化聚氨酯树脂的制备及硼吸附性能的研究[J]. 杨辉,孙哲,陈渭,胡燕庆,蒲丽娟. 青海大学学报. 2019(01)
[7]除硼方法的原理及应用[J]. 贺融融,李小康,鱼涛,屈撑囤. 广州化工. 2019(01)
[8]甲亚胺-H酸分光光度法测定饲料中硼的含量[J]. 林妮,林起辉,杨丽丹,陈海泉,张诗华,袁梓洢. 粮食与饲料工业. 2018(12)
[9]D564树脂工艺对海水淡化中微量硼的去除[J]. 时玥,汪毅,马颖. 净水技术. 2017(12)
[10]“工业味精”之硼[J]. 付喜林,杨晓军,符寒光. 云南化工. 2017(05)
硕士论文
[1]树脂吸附法去除淡化水中超标硼的应用基础研究[D]. 赵丹.浙江大学 2019
[2]多羟基功能化硼螯合树脂的制备及其硼吸附性能研究[D]. 陈少锋.浙江大学 2016
[3]含邻二羟基功能基吸附树脂的合成及对硼酸的吸附性能研究[D]. 谢煜.湖南师范大学 2013
本文编号：3105927
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用菱镁矿去除水体中的硼酸的过程[33]
硕士学位论文6容量高达3.25mmol/g，远高于市售的硼选择性树脂（例如AmberliteIRA-743）和许多其他合成的吸附剂。该吸附剂可以在8h内吸附溶液中90%左右的硼酸，在12h内达到吸附平衡。当使用1.2g/L的吸附剂量时，海水中的硼浓度可以从4.8mg/L降低到小于0.5mg/L。1.4.3萃取法萃取法是利用相似相溶的原理，即溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度不同，可以将溶质从溶解度高的溶剂里倒入溶质溶解度低的溶剂里，使得溶质在溶解度低的溶剂里析出，然后提取出来。使用萃取法除硼主要原因是硼酸可以与含有邻羟基或者多羟基有机溶剂发生络合反应，并且选择的含邻羟基或者多羟基物质与水不能互溶。当硼酸与羟基反应结束之后，把需要萃取的含硼酸物质从水相中萃取分离。AgustinFortuny[36]等在不同溶剂改性剂下测定了二元醇1，3-二醇，萃取剂对分离硼的效率，结果显示葵醇可以为煤油相中的1，3-二醇分子提供更稳定的环境，使得其对硼萃取的效率更高。在连续的萃取实验中，2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇（BEPD）在二醇中的稳定性最好。图1-2硼酸与BEPD和TMPD反应的平衡状态[36]1.4.4渗透法渗透法有正渗透法（FO）和反渗透法（RO）两种。正渗透法是一种膜过程，以渗透压为驱动力，水从低渗透压的一侧通过半透膜进入高渗透压的那一侧。正渗透法操作简单绿色无污染，不需要外力来增加驱动力，回收率高，可以用于治理水体污染和从溶液中提取特定物质。但是，用正渗透法除硼时容易受溶液酸碱度的影响。Liu等[37]用正渗透法去除放射性废水中的核素和硼酸，测定了膜材料
丙烯酸系除硼树脂的合成及性能研究13型溶液和后结晶碱液中去除草酸硼酸盐。使用间歇系统研究了GLY树脂的吸附行为。结果表明，在硼酸溶液pH为9.5时吸附容量最大，24h后达到平衡，平衡吸附容量为1.3mg/g。树脂对硼酸盐的静态吸附等温线符合Langmuir模型的计算表明，说明树脂对硼酸是单分子层的化学吸附。从硼浓度为5mg/L的溶液和具有9.1mg/L的结晶后碱液中的硼去除率分别为99％和80％。热力学参数表明了吸附过程的自发性和吸热性。GLY树脂对硼的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型，说明吸附速率主要受膜扩散的影响。树脂吸附-解吸效率为100％，说明GLY树脂可以反复使用。图1-4GLY树脂的合成路线[68]Kamcev等人[69]用比表面积高的多孔聚合物的四苯甲烷的中孔聚芳香族骨架（PAFs）为原料，在PAFs的孔壁里加载N-甲基-D-葡萄糖胺（NMDG），得到两种除硼聚合物PAF-1-NMDG和P2-NMDG，然后对比了两种新的除硼剂与商用树脂AmberliteIRA743对硼酸的吸附性能，结果显示，以PAFs为骨架的聚合物吸附硼酸的能力比AmberliteIRA743树脂高70%左右，而且吸附硼的速度更快，PAF-1-NMDG可以在3min内，以0.3mg/L的树脂量将海水中硼的浓度从2.91ppm下降到小于0.5ppm。两种除硼剂可以在温和的酸碱条件下再生，能够反复使用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2种硼肥对油菜沣油737产量和经济效益的影响[J]. 周江明,姜正孝,龚俊. 浙江农业科学. 2020(01)
[2]硼的地球化学性质及其在俯冲带的循环与成矿初探[J]. 林秋婷,陈晨,刘海洋. 岩石学报. 2020(01)
[3]LSC-800树脂对卤水精制中硼的吸附研究[J]. 邓顺蛟,曾英,李陇岗,秦佳政,唐海英,贾国安. 化工矿物与加工. 2019(12)
[4]施用硼肥对雪莲果产量与品质的影响[J]. 周梦春,周昕燕,谭毛,何燕子,向茂英,周华伦. 贵州农业科学. 2019(12)
[5]XSC-700树脂对压裂返排液中硼的吸附研究[J]. 杜佳佳,屈撑囤,鱼涛. 化学工程. 2019(08)
[6]端邻位羟基超支化聚氨酯树脂的制备及硼吸附性能的研究[J]. 杨辉,孙哲,陈渭,胡燕庆,蒲丽娟. 青海大学学报. 2019(01)
[7]除硼方法的原理及应用[J]. 贺融融,李小康,鱼涛,屈撑囤. 广州化工. 2019(01)
[8]甲亚胺-H酸分光光度法测定饲料中硼的含量[J]. 林妮,林起辉,杨丽丹,陈海泉,张诗华,袁梓洢. 粮食与饲料工业. 2018(12)
[9]D564树脂工艺对海水淡化中微量硼的去除[J]. 时玥,汪毅,马颖. 净水技术. 2017(12)
[10]“工业味精”之硼[J]. 付喜林,杨晓军,符寒光. 云南化工. 2017(05)
硕士论文
[1]树脂吸附法去除淡化水中超标硼的应用基础研究[D]. 赵丹.浙江大学 2019
[2]多羟基功能化硼螯合树脂的制备及其硼吸附性能研究[D]. 陈少锋.浙江大学 2016
[3]含邻二羟基功能基吸附树脂的合成及对硼酸的吸附性能研究[D]. 谢煜.湖南师范大学 2013
本文编号：3105927
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