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第 10 期                   林   壮，等: β-环糊精交联树脂的合成及其对双酚酸的吸附                                 ·1721·


            为 β-CDP 的平衡吸附量，mg/g；K L 为 β-CDP 吸附                 β-CDP 吸附 DPA 的吸附量与吸附率相差不大，分别
            DPA 的 Langmuir 平衡常数，L/mg；K F 为 β-CDP 吸             为 66.2~68.0 mg/g 和 82.7%~85.0%；然而，当 pH≥
            附 DPA 的 Freundlich 平衡常数，mg/g；n 为 Freundlich        4.3 时，吸附量与吸附率急剧下降。当 pH≤4.3 时，
            模型参数。                                              DPA 在水溶液中主要以分子形式存在，容易通过氢
                 分别控制恒温水浴温度为 25、35、45  ℃，向                     键作用与 β-CDP 结合，以及疏水作用进入 β-CDP 内

            不同质量浓度的 DPA 溶液中加入 0.05 g β-CDP吸附                   部空腔；随着 pH 增加，DPA 电离程度增大，DPA
            剂，根据 Langmuir 和 Freundlich 模型公式，以等温                主要以离子形式存在，离子态的 DPA 不易被 β-CDP
            条件下 β-CDP 吸附不同质量浓度 DPA 溶液的 ρ e 和                   吸附，从而导致 β-CDP 的吸附性能下降。
            q e 为基础，绘制 Langmuir 和 Freundlich 吸附等温线。
            1.6   吸附热力学
                 吸附热力学方程       [15] 如下所示：

                                  Δ  0  ΔS  H 0
                            ln K D =  -               （6）
                                   R    RT
                                        ΔH -
                             ΔG 0 =Δ  0  T S 0        （7）
            式中：K D 是反应达到平衡时的分配常数，K D 由 q e /ρ e
            求得，L/g；R=8.314 J/〔molK〕，为理想气体常数；
               0
                                             0
            ΔS 为标准反应熵，J/〔molK〕；ΔG 为标准吉布斯
                               0
            自由能，kJ/mol；ΔH 为标准反应焓，kJ/mol；T 为
                                                                图 1   β-CD (a)、β-CDP(b)和环氧氯丙烷(c)的红外光谱
            绝对温度，K。                                            Fig. 1    FTIR spectra of  β-CD (a),  β-CDP (b) and
                 分别控制恒温水浴温度为 25、35、45  ℃，向                             epichlorohydrin (c)
            不同质量浓度的 DPA 溶液中加入 0.05 g  β-CDP 吸
            附剂，根据热力学方程，以 ρ e 和 q e 为基础，绘制热
                                                   0
                                                         0
            力学曲线，由曲线的斜率和截距可求得 ΔH 和 ΔS ，
                          0
            进而可求得 ΔG 。
            2    结果与讨论

            2.1   红外光谱
                 图 1 分别为 β-CD（a）、β-CDP（b）和环氧氯
            丙烷（c）的 FTIR 谱图。与环氧氯丙烷相比，β-CDP
                                        1
            在 3063，1255，906 和 853 cm 处未出现三元醚环
                                                                          图 2  pH 对吸附性能的影响
                                  1
            的特征吸收峰，723 cm 处未出现 C—Cl 的特征吸                         Fig. 2    Influence of pH on the adsorption performance
            收峰，说明 β-CD 与环氧氯丙烷发生了开环取代反
                                            1
            应；图 1a 和 b 中，1033 和 1035 cm 处的吸收峰可                 2.3   β-CDP 与 DPA 的质量比对吸附性能的影响
            归属为 β-CD 和 β-CDP 腔内 C—O 和 C—O—C 的伸                     在 DPA 水溶液体积恒定的前提下，吸附剂用量
                                    1
            缩振动，2928 和 2926 cm 处的吸收峰可归属为—                      以及 DPA 的质量浓度对吸附量和吸附率有较大影
            CH 2 的反对称伸缩振动，707 cm          1  处的吸收峰可归          响。图 3 为 β-CDP 与 DPA 的质量比（定义为 A）对
            属为—CH 2 的面内摇摆振动，说明经过 β-CD 与环氧                      吸附量和吸附率的影响。实验条件为：DPA 质量浓
            氯丙烷聚合后的 β-CDP 仍保留着原 β-CD 的内部空                      度 100 mg/L，用量 50 mL，pH=4.2，吸附时间为
            腔结构    [16] 。                                      150 min。从图 3 可见，当 A=2~4 时，吸附量变化稳
            2.2  pH 对吸附性能的影响                                   定在 103.9~103.4 mg/g，而吸附率从 20.8%上升至
                 由于 DPA 本身是一种有机弱酸，其水溶液呈酸                       41.4%；当 A=4~20 时，吸附量迅速从 103.4 mg/g 下
            性，例如：80 mg/L DPA 水溶液 pH 为 4.3，通过向                  降至 43.8 mg/g，而吸附率逐渐上升。A 与 q e 的关系
            DPA 水溶液中滴加 NaOH 和 HCl 来调节 pH。实验                    整体呈先平缓后陡降的趋势。这是因为 A 值较小时，
            条件为：DPA 的质量浓度为 80 mg/L，用量为 50 mL，                  β-CDP 稳定吸附后能达到饱和吸附，随着 β-CDP 用
            β-CDP 的用量为 0.05 g，吸附时间 150 min，pH 对                量增加，吸附量将会进入非饱和吸附状态，且随着
            吸附性能的影响见图 2。图 2 表明，当 pH≤4.3 时，                     β-CDP 用量增加，体系内可供 DPA 分子占据的吸附
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