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·1732· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷
(Ⅵ)的吸附是化学吸附,而对 Cu(Ⅱ)的吸附主 合成路线如下式所示(虚线表示一种掺杂结合
要是离子交换作用。 作用):
甲氧基为供电子基,能改善聚邻甲氧基苯胺骨
架电荷分布,可能对金属离子产生较强的作用力。
同时有机酸单宁(Gallotannic acid,GA)结构中有
较多的羟基,掺杂进入聚苯胺分子链中可能于络合
有利。本文以邻甲氧基苯胺为聚合单体,通过化学
氧化法,将单宁酸与硫酸共混复合掺杂合成 POMA-
H-GA。然后将其用于重金属离子的吸附实验,优化
了吸附工艺,测试了 POMA-H- GA 对铅、镉、汞、
铬等金属离子的吸附行为,探索此类材料的合成方
法和吸附机理。以期筛选出吸附性能良好的吸附剂,
用于重金属的污染治理。 将 POMA-H-GA 加入 200 mL 体积分数为 15 %
1 实验部分 氨水溶液中搅拌进行脱掺杂反应 4 h,结束后再经过
滤,乙醇、蒸馏水洗涤至滤液呈中性,70 ℃下真空
1.1 试剂与仪器 干燥 24 h,得到脱掺杂产品,按下式计算掺杂率。
邻甲氧基苯胺、单宁酸(GA),分析纯,阿拉 掺杂产品质量 脱掺杂产品质量
掺杂率 /% 100
丁试剂公司;过硫酸铵,分析纯,重庆川东化工有 掺杂产品质量
限公司;硫酸、硝酸、硝酸铬、镉粉、硝酸汞等均 用 FTIR、XRD、SEM、BET 分别测定 POMA、
为国产分析纯试剂。 POMA-H 2 SO 4 、POMA-H-GA 的结构特征和孔径、
TENSOR2 型傅里叶红外光谱仪,德国布鲁克公 孔容及比表面积。
司;Ultima-Ⅳ型 X-射线粉末衍射仪,日本理学株 1.3 聚邻甲氧基苯胺吸附条件优化
式会社;SU1510 型电子扫描电镜,日本日立仪器公 取 POMA-H-GA 50 mg 于 50 mL 锥形瓶中,分
司;3H-2000PSZ 型比表面孔径分析仪,贝士德仪器 别加入一定体积的 0.1 g/L Cr 溶液(硝酸盐质量,
3+
科技北京有限公司;UV-2450 型紫外可见分光光度 下同),加水定容至 10 mL 配制成各种所需质量浓度
计,日本岛津仪器有限公司;HY-3 型多功能振荡器,
的吸附液,密闭振荡进行吸附实验,完成后过滤,
金坛岸头瑞实验仪器厂。
取滤液进行显色处理,测定其吸光度 [17] ,用公式(1)、
1.2 方法
(2)计算吸附量、吸附率;分别优化金属离子初始
1.2.1 本征态聚邻甲氧基苯胺(POMA)的制备
浓度、吸附时间、温度、pH 吸附参数。
配制 1 mol/L H 2 SO 4 溶液 200 mL,取 100 mL ( ) V
H 2 SO 4 溶液加入 12.32 g(0.1 mol)邻甲氧基苯胺搅 Q 0 e (1)
m
拌形成胺盐溶液 A,取 100 mL H 2SO 4 溶液加入 22.82 g
(0.1 mol)过硫酸铵搅拌溶解得到溶液 B。将 B 溶 q /% 0 e 100 (2)
液缓慢滴加到 A 溶液中,40 min 滴加完成,在 5 ℃ 0
上式中,Q 为吸附量,mg/g;ρ 0 和 ρ e 分别为吸附
下搅拌反应 4 h,结束后经过滤、乙醇及蒸馏水洗涤
前及吸附平衡后吸附液的质量浓度,mg/L;V 为吸附
至滤液呈中性,70 ℃下真空干燥 24 h,得硫酸掺杂
液体积,mL;m 为吸附剂质量,g;q 为吸附率,%。
聚邻甲氧基苯胺(POMA-H 2 SO 4 )16.5 g。取干燥的
1.4 POMA-H-GA 的竞争吸附实验
产品 8.5 g 加入 200 mL 体积分数为 15 %的氨水溶液
在常温下,取 POMA-H-GA、POMA-H 2 SO 4 、
中搅拌,进行脱掺杂,反应 4 h,反应结束后过滤,
POMA 3 种吸附材料各 50 mg(或 0.200 g),分别加
乙醇、蒸馏水洗涤至滤液呈中性,70 ℃下真空干燥
2+
2+
2+
入 0.1 g/L(或 20 g/L)的 Pb 、Cd 、Hg 、Cr 3+
得本征态聚邻甲氧基苯胺(POMA)。
硝酸溶液 10 mL,在 25 ℃下,振荡吸附 3 h,分别
1.2.2 POMA-H-GA 的制备
测定两种初始质量浓度吸附液的吸光度,分别按公
称取一定量单宁酸配制成 100 mL 溶液,加入
12.32 g(0.1 mol)邻甲氧基苯胺,搅拌溶解,滴加 式(1)、(2)计算吸附量、吸附率。
上述 B 溶液,40 min 完成,继续搅拌反应 5 h,结 取 POMA-H-GA 50 mg,分别加入质量浓度为
2+
2+
2+
束后过滤,乙醇、蒸馏水洗涤至滤液呈中性,70 ℃ 0.2 g/L 的 Pb 、Cd 、Hg 硝酸溶液 5 mL,和 0.2 g/L
3+
下真空干燥 24 h,制备得到 POMA-H-GA。 Cr 硝酸铬溶液 5 mL 混合于 50 mL 锥瓶中,在 25 ℃