含磺酸基离子交换纤维的合成、表征及吸附性能研究-化学工艺专业论文.docxVIP

摘要摘要 摘要 摘要 含磺酸基离子交换纤维由于其多样化的应用形式和优异的吸附性能，已被 广泛地应用于环境保护、资源回收与再生、元素的分离富集、医药等方面。本 研究采用两种方法来合成含磺酸基离子交换纤维。第一种为直接法，具体是采 用市售的聚丙烯腈(PAN)为基体纤维，直接与2．氨基乙磺酸反应来合成含磺 酸基离子交换纤维，此纤维被命名为RPFS．I。该方法为合成含磺酸基离子交换 纤维的新方法，未见文献报道。为了与RPFS．I纤维的作比较，采用第二种方法 即传统的接枝纤维磺化法，具体是以接枝纤维PP．ST-DVB为基体纤维，以浓硫 酸为磺化剂合成含磺酸基离子交换纤维，此纤维被命名为RPFS．II。本文系统地 讨论了各种反应条件对这两种合成方法的影响，得出优化反应条件；研究其合 成机理，分析其物理化学结构；同时初步研究了这两种纤维对水溶液中的亚甲 基蓝(MB)和重金属铅(Pb(II))的吸附性能。 在优化反应条件下合成的RPFS．I．H和RPFS．II．H纤维的交换容量分别为2．7 mmol／g和3．0 mmol／g，拉断力分别为6．09 cN和11．02 cN。在本吸附实验条件下， RPFS．I和RPFS．II纤维对MB的吸附在20 min之内可达平衡，对Pb(II)的吸附 在10 min之内可达平衡。研究结果表明：磺酸基已成功地引入到两种基体纤维 上，合成了含磺酸基的离子交换纤维RPFS．I和RPFS．II。合成的RPFS．I和RPFS．II 纤维具有较高交换容量的同时，能保持较好的机械强度，可以满足后续加工的 需求。与接枝纤维磺化的传统方法相比，该直接法为一种简单可控、反应条件 温和、环境友好型的合成含磺酸基离子交换纤维的新方法。RPFS-I和RPFS—II 纤维对水溶液中的亚甲基蓝和重金属铅具有较好的吸附效果，吸附动力学性能 好。因此，本研究合成的两种含磺酸基离子交换纤维RPFS．I和RPFS．II在水处 理工业中具有很广阔的应用前景。 关键词：离子交换纤维，磺酸基，合成，吸附 AbstraetAbstract Abstraet Abstract Due to its various application forms and excellent adsorption performance， sulfonic groups—containing ion exchange fiber was widely used in environmental protection，resource recovery and recycling，elements separation and enrichment， pharmaceutical industry,etc．In this paper,two methods were used to synthesize sulfonic grougs—containing ion exchange fiber．First，a novel direct method Was used to synthesize a sulfonic groups—containing ion exchange fiber，named RPFS—I，using polyacrylonitrile 0hN)fiber as the matrix fiber and taurine(NH2CH2CH2S03H)as the sulfonating agent．Second，traditional grafting method Was used to synthesize a sulfonic groups—containing ion exchange fibeL named RPFS—II，using the grafting fiber,polypropylene—styrene-divinylbenzene(PP-ST-DVB)，as the matrix fiber and the sulfuric acid as the sulfonating agent．The influence of various reaction factors on properties and performance of RPFS-I and RPFS-11 were investigated．The synthesis mechanisms of these two fibers were studied．And the chemical structures and mechanical performances of these two fibers were analyzed．The adsorption pr