基于St-BVPE共聚物的聚苯乙烯—异氰尿酸树脂的合成及吸附性能研究

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超高交联大孔聚苯乙烯吸附树脂是参与交联的苯乙烯结构单元占总结构单元数的50%以上、具有较高比表面积、在聚苯乙烯的良溶剂和非良溶剂中均能溶胀的吸附树脂,因其高比表面积、丰富的微孔结构、优良的溶胀和吸附性能而获得了广泛应用。但是,目前的超高交联大孔聚苯乙烯吸附树脂产品大多是由苯乙烯(St)-二乙烯基苯(DVB)共聚物后交联制得的,由于St与DVB竞聚率的不同,使得St-DVB共聚物部分结构紧密,部分结构疏松,导致超高交联聚合物结构不均匀,结构的不均匀性会影响树脂在应用过程中的吸附性能。基于此,本论文主要开展了如下研究工作:1.用对氯甲基苯乙烯在金属镁的作用下偶联合成两个乙烯基与St自由基聚合反应的竞聚率均接近1的交联剂1,2-双(对乙烯基苯基)乙烷(BVPE),并用1HNMR对其结构进行了确认2.分别以BVPE和DVB为交联剂,通过与St在致孔剂的存在下进行自由基共聚,合成了St-BVPE共聚物和St-DVB共聚物等两种低交联大孔聚苯乙烯,再经氯甲基化及与异氰尿酸反应,合成了基于St-BVPE共聚物和St-DVB共聚物的超高交联大孔聚苯乙烯-异氰尿酸树脂(简称BVPE树脂和DVB树脂),并用FT-IR表征了其结构,用TriStar3000比表面积与空隙分析仪测定了两种树脂在干态下的孔结构,还测定了两种树脂在湿态下的含水量。结果表明:异氰尿酸己成功键连到两种树脂上,BVPE树脂的平均孔径(134.7nm)比DVB树脂的平均孔径(100.1nm)大,BVPE树脂的含水量(54.0%)比DVB树脂的含水量(49.7%)高。3.测定了BVPE树脂和DVB树脂对水溶液中苯酚、茶碱、咖啡因的静态和动态吸附性能,结果表明:(1)室温下BVPE树脂对苯酚、茶碱和咖啡因的吸附量比DVB树脂的吸附量大30-200%。(2)BVPE树脂对400mg/L咖啡因的动态饱和吸附量为50.21mg/g,脱附率为99.27%;DVB树脂对400mg/L咖啡因的动态饱和吸附量为16.41mg/g,脱附率为97.90%,前者的吸附量和脱附率均大于后者。
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