聚酰基硫脲树脂对金属离子的吸附性能及其生物降解性

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树脂吸附法作为新型的化工分离方法,对富集和分离金属离子具有重要的科学价值。另一方面,高分子聚合物作为微囊壁材也有广泛的研究,具有生物降解性能的胶囊剂有很好的缓释性能。基于以上两个方面的研究课题,本文在总结了金属离子的富集分离方法和高分子材料的降解性能的基础上,研究了聚酰基硫脲树脂对金属离子的吸附性能以及其降解性。   以对苯二甲酰基二异硫氰酸酯与苯二胺进行界面缩聚反应,制备了聚酰基硫脲树脂(PBDT)。红外光谱分析表明树脂符合预期结构。树脂的形貌结构表明其为多孔骨架结构,有利于吸附的进行。采用静态吸附法研究了三种硫脲树脂对Cu2+、Ag+的静态吸附行为并进行了吸附机理的探讨。考察了pH值(或酸度)、吸附时间、温度以及金属离子初始浓度对树脂螯合吸附Cu2+、Ag+性能的影响。树脂对Cu2+、Ag+有良好的吸附性能,其中PBDT-m树脂对Cu2+、Ag+的静态饱和吸附容量可以达到1.097mmol/g和3.12mmol/g。在二元混合离子体系中,树脂对Cu2+、Ag+具有较好的吸附选择性。树脂静态洗脱后的重复利用性能良好。   考察了硫脲树脂对Cu2+、Ag+的吸附动力学和热力学机理。树脂对铜和银离子吸附过程的焓变△H>0,吸附过程为吸热过程;吸附动力学数据符合Boyd液膜扩散方程,吸附过程属于液膜扩散控制过程。等温吸附能较好地符合Langmuir模型,表明吸附过程为单分子层吸附;树脂吸附Cu2+和Ag+前后扫描电镜图对比分析表明,Cu2+、Ag+较好地附着吸附于树脂形成了螯合物;吸附前后的红外光谱对比揭示了吸附过程中金属离子与树脂的硫脲基团发生了配位。   采用水系降解实验方法考察了聚酰基硫脲树脂在模拟环境下的降解情况。聚酰基硫脲树脂在碱降解组、水降解组和酸降解组条件下70d后材料降解失重率分别为4.33%、5.59%和7.24%。SEM表明,降解前后树脂表面形态变化明显。EDX能谱对比分析表明,降解前后硫元素的相对含量从16.94%下降至13.23%,表明了聚合物在实验中有一定的降解性,但降解速率低。
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