Page 149 - 《精细化工》2020年第1期

第 37 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.37, No.1
202 0 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2020

水处理技术与环境保护
淀粉基磺酸型离子交换树脂的制备

及对染料的吸附性能

2*
4
1*
3
张 昊 1,2 ，李雅兴 1,2 ，张 毅 ，程博闻 ，郑云波 ，丁长坤
（1. 天津工业大学 纺织科学与工程学院，天津 300387；2. 天津工业大学 天津市先进纤维与储能技术
重点实验室，天津 300387；3. 海西纺织新材料工业技术晋江研究院，福建 晋江 362200；4. 天津工业
大学 材料科学与工程学院，天津 300387）

摘要：以天然淀粉（RS）、甲基丙烯磺酸钠（SMAS）与苯乙烯（ST）为原料，制备了淀粉基离子交换树脂 GSR。
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采用 IR、RAM 与 CNMR 对其结构进行了表征。当引发剂浓度为 0.056 mol/L、n（过硫酸铵）∶n（亚硫酸氢
钠）=3∶1、底物 n（RS）∶n（SMAS）∶n（ST）=4∶2∶1、反应温度 65 ℃、时间 3 h 时，产物中磺酸基质
量分数达 16.05%，亚甲基蓝吸附量为 17.98 mg/g，两者随单体添加量呈先增后降趋势。BET 分析显示，GSR 比
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表面积为 5.078 m /g，较 RS 增大。GSR 对酸、碱及酶耐受性增强，稳定性提高。GSR 对亚甲基蓝、番红及孔
雀石绿的吸附量较 RS 显著提高，且对不同染料的吸附差异性减小，具有广谱性，并在不同 pH 下均保持良好吸
附性。其对混合染料废水脱色率达 85.08%，较 RS 提高 91.03%，优于沸石与 001×7 树脂，经 4 次再生循环后脱
色率不低于首次吸附的 91.12%。随 GSR 粒径减小脱色率增加，当粒径为 150~250 μm 时，脱色率较高，且尺寸
适中，便于重复使用与回收，有利于连续化操作。
关键词：淀粉；接枝；离子交换树脂；染料吸附；水处理技术
中图分类号：X703; TQ425.23 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 01-0135-12

Synthesis of starch-based sulfonic ion exchange resin and
its adsorption properties of dyes

1,2
1,2
1*
2*
Zhang Hao , Li Yaxing , Zhang Yi , Cheng Bowen ,
3
4
Zheng Yunbo , Ding Changkun
（1. School of Textile Science and Engineering, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387, China; 2. Tianjin Municipal
Key Laboratory of Advanced Fiber and Energy Storage, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387, China; 3. Haixi
Branch of China Textile Academy, Jinjiang 362200, Fujian, China; 4. School of Material Science and Engineering, Tianjin
Polytechnic University, Tianjin 300387, China）
Abstract: Grafted starch ion exchange resin (GSR) was synthesized from natural starch (RS), sodium
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methallyl sulfonate (SMAS) and styrene (ST) and characterized by IR, RAM and CNMR. When the
initiator concentration was 0.056 mol/L, n(ammonium persulfate)∶n(sodium bisulfite)=3∶1, n(RS)∶
n(SMAS)∶n(ST)=4∶2∶1, reaction temperature was 65 ℃, and reaction time was 3 h, the mass fraction
of sulfonic acid group of the product was up to 16.05%, and the product had methylene blue adsorption
amount of 17.98 mg/g, both of which increased first and then decreased with the monomer addition
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amount.BET test showed that GSR had a specific surface area of 5.078 m /g, which was larger than that of
native starch. GSR had higher resistance to acids, bases and enzymes, and its stability was improved.
Compared with that of RS, the adsorption capacity of GSR for methylene blue, Safranine and malachite
green was significantly increased, and the adsorbing difference for dyes with different structures was

收稿日期：2019-04-05; 定用日期：2019-07-17; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190286
基金项目：国家自然科学基金项目（51503147）；国家级大学生创新训练计划项目（201610058024）
作者简介：张 昊（1982—），男，讲师，博士。联系人：张 毅（1959—），男，教授，E-mail：tianjinzhangyi@126.com；程博闻
（1963—），男，教授，E-mail：bowen15@tjpu.edu.cn。