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·1734· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

2.4 掺杂聚苯胺的 X 衍射谱 变化都证实，实现了硫酸、单宁酸对其掺杂。
几种聚苯胺的 X 射线衍射谱见图 3。 2.6 聚邻甲基苯胺对几种重金属离子的吸附
聚邻甲基苯胺吸附材料在硝酸溶液中对几种重
金属离子（质量浓度 0.1 g/L）的吸附量如表 3 所示。

表 3 聚邻甲氧基苯胺对几种重金属的吸附
Table 3 Adsorption of several heavy metal ions on
ploy(o-methoxyaniline) samples
Q/(mg/g)
阳离子
POMA POMA-H 2SO 4 POMA-H-GA
Cr 3+ 7.8 13.5 17.4
Hg 2+ 3.6 9.6 14.7

Pb 2+ 2.7 4.4 6.7
图 3 不同掺杂聚苯胺的 XRD 谱图 Cd 2+ 2.4 3.2 6.3
Fig. 3 XRD patterns of different polyaniline samples

图 3 中 POMA 谱线在 2θ=20.5°有一个较强峰， 从表 3 可知，POMA-H-GA 与 POMA-H 2 SO 4 、
3+
POMA 对 Cr 的吸附量分别是 17.4、13.5、7.8 mg/g，
为 POMA 的吸收特征峰，POMA-H 2 SO 4 的谱线在
与 POMA 相比，掺杂后的材料吸附量提高了约 1~2
2θ=20.5°处的吸收峰强度减弱，峰形更宽，说明与
2+
2+
2+
倍，分析这 3 种材料对 Cd 、Pb 、Hg 的吸附量，
POMA 结构相比，POMA-H 2 SO 4 有一定的有序性，
3+
可得 POMA-H-GA、POMA-H 2 SO 4 、POMA 对 Cr 、
从其吸附峰的变化说明硫酸的掺杂改变了聚苯胺的
2+
2+
2+
Cd 、Pb 、Hg 的吸附性能排序为 POMA-H-GA＞
聚集状态，即硫酸掺杂进入了 POMA-H 2 SO 4 ；单宁
2+
3+
POMA-H 2 SO 4 ＞POMA，吸附离子为 Cr ＞Hg ＞
酸/硫酸复合掺杂的 POMA-H-GA 谱线，在 2θ=9.5°、
2+
2+
Pb ＞Cd 。这是因为 POMA 结构的团聚现象，使
24.9°左右出现较弱的吸收宽峰，复合酸掺杂使其分
子链极性增强，其分子链重排更具有序性 [18,20] ；此差 得分子链上 N 原子配位点部分被包裹，致使吸附量
不高；硫酸掺杂后聚苯胺分子链有所伸展，N 原子
别也表明单宁酸、硫酸确实掺杂进入了 POMA-H-GA
有效配位点增加，吸附量增大；单宁酸/硫酸复合掺
分子结构。
杂的 POMA-H-GA 分子链进一步伸展，吸附位点更
2.5 比表面积、孔径分析
多，吸附量增大最大，与 2.4 节表 2 的分析结果一致。
POMA-H-GA、POMA-H 2 SO 4 、POMA 的比表面
另外，单宁酸结构中更多的羟基参与配位吸附，故
积、平均孔径、孔容数据如表 2 所示。 3+ 3+
有较强吸附能力。Cr 吸附量最大，可能与 Cr 结
表 2 比表面积及孔径分析 构较小，而价电荷最高有关。
Table 2 Specific surface area and pore size analysis of samples 2.7 POMA-H-GA 的吸附条件优化
2
样品 平均孔径/nm 孔容/(mL/g) 比表面积/(m /g) 2.7.1 静态吸附
POMA 1.70 0.244 121.32 在硝酸铬溶液中，POMA-H-GA 的吸附性能随
1.08 0.752 153.23 3+
POMA-H 2SO 4 Cr 初始质量浓度的变化如图 4 所示。
POMA-H-GA 1.18 0.842 213.29

从表 2 可知，从 POMA、POMA-H 2 SO 4 至
POMA-H-GA 比表面积和孔容依次增大，只有孔径
除外（POMA 最大），这是因为 POMA 分子链团聚
现象产生了一定空穴所致，也因为团聚导致其比表
面积、孔容相对减小。硫酸掺杂使 POMA-H 2 SO 4 分
子链伸展，比表面积和孔容有增大，平均孔径减小；
POMA-H-GA 掺杂了结构较大的单宁酸，聚苯胺链
进一步伸展，所以比表面积相应增大，由于单宁酸

分子结构较大，与分子链间可能产生一些空穴，使
3+
图 4 POMA-H-GA 吸附量随 Cr 浓度曲线
其平均孔径、孔容也有一定改善，POMA-H-GA 分
Fig. 4 Adsorption capacity-concentration curve of
子链结构伸展引起的比表面积、平均孔径、孔容的 POMA-H-GA