基本信息
- 项目名称：
- 新型高分子配位体的合成、性能及应用
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以氯球为母体，TSC,3-AT两种新型含N,S化合物为配体合成新型树脂，并检测新型树脂的吸附性能，探讨吸附机理。
- 详细介绍：
- 以氯球为母体，TSC,3-AT两种新型含N,S化合物为配体合成新型树脂，研究了温度，反应时间，摩尔比，溶剂对合成的影响，确定最佳反应条件。通过红外分析确定反应可能方程。通过吸附试验，测定了合成树脂的最大静态吸附量，最佳吸附pH,吸附速率，活化能，绘制L曲线，并通过红外光谱,电镜扫描分析吸附机理。本项目还研究了树脂的动态吸附性能，同时筛选出合适解吸剂。另外，本项目还模拟海水试验，验证合成树脂在海水中的可利用性。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本项目以氯球为母体,分别以3-AT,TSC为配体合成两种含氮含硫的新颖高分子配位体,探索合成最佳条件。同时测定新型树脂吸附重金属离子的性能，筛选最佳吸附条件，分析吸附机理。期望合成的树脂在食品安全，环境保护等领域有所运用。
科学性、先进性及独特之处
- 含N,S的基团对重金属离子有较好的配合性能，对直链配体单连接的研究已有报道，但对配体为杂环化合物及直链配体双连接对吸附影响的研究不多。本项目以3-AT，TSC为配体，分别研究了配体为杂环化合物及直链配体双向连接对吸附的影响。
应用价值和现实意义
- 合成的新型高分子配位体对重金属离子有较大的吸附量，吸附后的树脂易洗脱，易重复使用，同时在海水中吸附量维持较高水准。在海水重金属处理等领域有一定应用前景。
学术论文摘要
- 以DMF为溶剂，在反应温度=100℃，反应摩尔比=1：3，反应时间=10h 下合成的3-氨基-1,2,4-三氮唑树脂（3-AT-R），对Hg(Ⅱ)离子最大静态吸附量为382.5mg/g，动态吸附容量为374.8 mg/g，解吸剂采用2mol/L HCL，解析率100%；以甲苯为溶剂，在反应温度=90℃，反应摩尔比=1：3，反应时间=10h 下合成的氨基硫脲树脂（TSC-R），对Hg(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)三种重金属离子的静态吸附量分别为619.5、227.3、152.3 mg/g，动态吸附容量分别为 587.1 mg/g、237.2 mg/g、143.4 mg/g。分别采用0.1%硫脲+0.5mol/L HCl、1mol/L HCL、1mol/L HCL为解吸剂，对吸附了Hg(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)三种重金属离子的TSC-R树脂进行解吸，解吸率均达到100%。本实验同时测定了两种树脂对重金属离子吸附的速率常数、Langmuir常数，并通过红外光谱法，电镜扫描初探吸附机理。本实验还进行了海水模拟实验，结果表明合成树脂可运用于实际海水中Hg(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的处理。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- T. Shi, Z. Wang, Y. Liu, S. Jia, D. Changming, Removal of hexavalent chromiumfrom aqueous solutions by D301, D314 and D354 anion-exchange resins, J. Hazard.Mater. (2008), doi:10.1016/j.jhazmat.2008.04.041.
同类课题研究水平概述
- 近年来，螯合树脂的研究进展很快，尤其以含N，S的螯合树脂，因其具有较强的吸附能力而受到广泛研究。含N的如 对交联的大孔氯甲基化聚苯乙烯(Chloromethlated Polystyrene)进行胺化可得如下结构的螯合树脂： （结构无法显示，具体见附件） 由著名的Rohm&Hass公司生产的牌号为RST-L和三菱化成公司生产的牌号为RST-10的产品均属此类树脂。该树脂对Au3+、Hg2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Co2+、Zn2+、Mg2+、Mn2+、Sr2+、Th2+ 等离子均表现出良好的螯合性能，尤其是对Au3+、Hg2+、Cu2+ 等的吸附选择性更佳。 含N，S的如 陈义镛等按下式制备了具有硫醚结构的螯合树脂： （见附件） 该树脂在0.1-2 M HC1的酸度范围内能选择性地吸附金，对金的吸附容量为239.5 mg Au(Ⅲ) •g-1树脂。 Yiwei Wu等合成了具有以下结构的树脂，可以富集分离痕量Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)： （见附件）
