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第 9 期 苟绍华，等: 含咪唑啉基偕胺肟化聚合物合成及其对 Cu(Ⅱ )吸附性能 ·1597·

表 1 聚合物中各组分质量分数
Table 1 Mass fraction of each constituent in the polymesr
投入 单体转 产物中理论 产物中实际

质量/g 化率/% 质量分数/% 质量分数/%
AM 7.9998 81.892 79.672 78.989
AN 2.0012 85.561 19.930 20.645
NIPA 0.0399 76.107 0.394 0.366

图 4 咪唑啉基偕胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA 的 TG 和
DTG 曲线
Fig. 4 TG and DTG curves of AM/AO/NIPA

如图 4 所示，AM/AO/NIPA 主要有 3 个失重区
间。第一阶段失重出现在 98 ℃附近，该段失重 5.54%，
可能是因为脱去共聚物中（分子内及分子间）水分

所致；155~314 ℃出现第二次失重，失重为 19.84%，
图 2 AM/AN/NIPA 和 AM/AO/NIPA 的红外光谱图 其中，在 253 ℃时 AM/AO/NIPA 热解速率最大，可
Fig. 2 FTIR spectra of AM/AN/NIPA and AM/AO/NIPA
能是发生了 N—O、C—N 或 C—O 的断裂；314~
–1
由图 2 可知，3352 cm 处为 N—H 的伸缩振动 530 ℃是第三失重区间，共聚物热解速率最大点对
–1
吸收峰，3188 cm 对应 O—H 的伸缩振动吸收峰， 应温度（T max ）为 389 ℃，该阶段失重 33.49%；DTG
C—H 不对称和对称伸缩振动峰分别在 2935 和 曲线分别在 389 和 460 ℃出峰，可能分别是 C==N、
–1
–1
2863 cm 处，1448 cm 处为—CH 2 —的弯曲振动峰， C==O 断裂以及咪唑啉基团开始分解引起的。超过
–1
1350 cm 处为仲胺 C—N 伸缩振动吸收峰，2249 cm –1 530 ℃后，聚合物颗粒发生碳化反应。综上可知，偕
处的尖峰为 AM/AN/NIPA 中 C≡≡N 的伸缩振动吸收 胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA 具有较好的热稳定性。
峰，当进行偕胺肟化反应后，产物 AM/AO/NIPA 的 2.5 偕胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA 的吸附实验
–1
红外光谱发生明显变化，3352 cm 附近峰强增加， 2.5.1 溶液 pH 对聚合物 AM/AO/NIPA 吸附 Cu 性
2+
–1
且 2249 cm 处的 C≡≡N 特征峰消失，主要是因为发 能的影响
生了偕胺肟化反应，即聚合物中氰基转化成了偕胺 吸附过程中水环境的 pH 非常重要，不仅影响
–1
肟基。此外，在 935 cm 处发现 N—O 伸缩振动特 金属离子在溶液中的存在形态，而且影响吸附剂的
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征吸收峰 。综上，成功进行了偕胺肟化反应，并 表面性质，如表面电荷等。为了清晰观察 pH 的影
制备得到咪唑啉基偕胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA。 响情况，吸附过程使用 Cu 初始质量浓度为 500 mg/L
2+
2.3 偕胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA 的微观形貌测定 的溶液，对比了偕胺肟化前、后产物 AM/AN/NIPA、
聚合物粉末 AM/AO/NIPA 的 SEM 图见图 3，a AM/AO/NIPA 与典型吸附剂 PAM 在不同 pH 环境下
和 b 分别为不同放大倍数下拍摄所得。 的吸附情况，结果见图 5。

图 3 咪唑啉基偕胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA 的微观结构
Fig. 3 SEM images of AM/AO/NIPA

由图 3 可知，AM/AO/NIPA 表面相对粗糙，致
密多孔，但孔尺寸均匀性有待提高。偕胺肟化聚合

物 AM/AO/NIPA 呈现的多孔结构使其比表面积增
图 5 pH 对 PAM、AM/AN/NIPA 和 AM/AO/NIPA 的铜离
加，为进行高效吸附提供了可能。
子吸附量的影响
2.4 偕胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA 的热重分析 Fig. 5 Effect of pH on the adsorption capacity of PAM,
AM/AO/NIPA 的热重曲线见图 4。 AM/AN/NIPA and AM/AO/NIPA for Cu 2+