Page 151 - 《精细化工》2020年第1期
P. 151

第 1 期                 张   昊，等:  淀粉基磺酸型离子交换树脂的制备及对染料吸附性能                                  ·137·


            后，滴加 10 mL 含 1.02 g 过硫酸铵与 0.16 g 亚硫酸               0.08 为与 1  mL  NaOH 标准溶液（1  mol/L）所相当
            氢钠的混合引发剂溶液，并于引发剂滴加完毕并反                             的磺酸基质量，g。
            应 1.5 h 后补加一次等量的引发剂，于 65  ℃下再反                     1.3.3    GSR 树脂的稳定性研究
            应 1.5 h。反应结束后，冷却，用无水乙醇沉淀产物，                            将 0.2  g  GSR 树脂颗粒分别置于 pH=2 的 HCl
            再用 70%（体积分数）乙醇溶液洗涤数次至滤液用                           溶液、pH=12 的 NaOH 溶液及 50 mg/L 的葡萄糖淀
            溴水检验不褪色，并以氯化钡检验无沉淀，以去除                             粉酶溶液中处理 48  h，观察其颗粒形貌变化以及破
            未反应的单体与引发剂等小分子及可溶性低聚物。                             坏程度，并以相同粒径尺寸的 RS 树脂颗粒进行对
            在 50  ℃恒温干燥至恒重得白色块状物，即接枝淀                          比实验，以考察其稳定性。
            粉树脂 GSR。                                           1.4    吸附性能
                 将干燥后的淀粉树脂进行物理粉碎，用分样筛                          1.4.1    GSR 对 MB、SF 及 MG 染料的吸附性能
            （20~300 目）将样品筛分成不同尺寸规格的树脂颗                             以醋酸/醋酸钠缓冲溶液、氨/氯化铵缓冲溶液
            粒。粒径规格见表 1。                                        分别配制不同 pH 浓度为 0.25  mmol/L 的 MB、SF
                                                               及 MG 染料溶液。称取 0.1 g 吸附剂（GSR、RS、沸
                    表 1    不同规格 GSR 树脂的粒径范围                    石、活性炭与 001×7 阳离子交换树脂）置于 50  mL
                 Table 1    GSR beads of different specifications   具塞锥形瓶中，分别加入 MB、SF 及 MG 染料溶液
              树脂规格      1  #    2  #    3  #    4  #    5  #    6  #    20 mL，25  ℃恒温振荡 30 min，过滤，滤液稀释并
              目数/目     20~26  26~35  35~65  65~100 100~180 180~230
                                                               定容，于染料最大吸收波长（λ max ）处测定原溶液及
             粒径范围/μm 650~830 425~650 230~425 150~230  80~150 62~80
                                                               吸附后溶液的吸光度，式（2）~（4）为 3 种染料的
                                                               浓度标准曲线，并根据式（5）计算样品对各种染料的
            1.3   结构表征与理化性能分析
                                                               吸附量（Q）     [21] 。
            1.3.1    结构表征
                                                                      A     29.105x   0.5197(R   2  0.9646)  （2）
                 用 Varian Infinityplus 300 MHz 核磁共振波谱仪                 MB
                       13
            对样品进行 CNMR 分析，扫描宽度  250  kHz，自                            A SF    7.2078x   0.0079(R   2  0.9985)     （3）
            旋速率 8.00 kHz，扫描 5 h；用 Nicolet IS50 型红外                    A MG    6.5503x   0.0231(R   2  0.9952)    （4）
                                                –1
                                                                                        )c 
            光谱仪对样品进行 IR 分析，分辨率 4 cm ,扫描范围                                     Q   (  0  c V  M          （5）
                                                                                       1
                        –1
            400~3600 cm ；用 InVia Reflex-Innova 拉曼光谱仪                                 m
            对样品进行 RAM 分析，激发波长 632.8  nm，扫描                     式中：Q 为吸附量，mg/g；c 0 为溶液中染料初始浓
                             –1
            范围 100~3500 cm ；用 Phenom pure 扫描电镜对样               度，mmol/L；c 1 为吸附后溶液中染料浓度，mmol/L；
            品进行 SEM 分析，加速电压 10  kV，3000 倍及 250                 V 为染料溶液体积，L；m 吸附剂质量，g；M 为染
            倍下观察；用 D/max2500 型 X 射线衍射仪对样品进                     料的相对分子质量。
            行 XRD 分析，扫描速度 8  （°）/min，扫描范围                      1.4.2    GSR 对混合染料废水的脱色性能
            3°~80°，步宽 2θ=0.02°。                                    为模拟实际的工业染料废水，将浓度均为
            1.3.2    磺酸基质量分数的测定                                0.25 mmol/L 的 MB、SF 及 MG 染料溶液等体积混
                 参照强酸性阳离子交换树脂功能基含量的测定                          合，配制成模拟混合染料废水溶液，分别以 RS、
            方法，以 2 mol/L 的盐酸溶液充分浸泡样品，使 GSR                     GSR、沸石、001×7 阳离子交换树脂及活性炭为吸
            中的磺酸钠基团（—RO 3 Na）转化为磺酸基（—                          附剂，采用 1.4.1 节中的实验方法进行吸附实验，并
            RO 3 H），即将钠型转化为氢型，随后将氢型淀粉树                         根据式（6）、（7）计算吸附前后混合染料平均吸光
            脂加入一定量的 0.1 mol/L NaOH 标准溶液中，使氢                    度值与脱色率      [22] 。
            型 GSR 经中和重新转换成钠型并定量消耗 NaOH，再                                       A   1  780  A            （6）
                                                                                      
            用 0.1  mol/L  HCl 标准溶液进行返滴定来测定磺酸基                                     401      i λ
                                                                                      i λ  380
            的含量，并根据式（1）计算 GSR 中磺酸基质量分数。                                             (    A )
                                                                            DR / %   0 A     100      （7）
                             (cV   c V  ) 0.08                                       0 A
                       / %   11  2 2        100    （1）
                                   m                           式中： A 为吸附前混合染料溶液的平均吸光度值；
                                                                      0
            式中：ω 为磺酸基质量分数，%；c 1 为 NaOH 标准                      A 为吸附后混合染料溶液的平均吸光度值；DR 为
            溶液的浓度，mol/L；V 1 为 NaOH 标准溶液的体积，                    混合染料溶液脱色率，%。
            mL；c 2 为 HCl 标准溶液的浓度，mol/L；V 2 为滴定                 1.4.3    GSR 树脂的循环再生性能
            时消耗 HCl 标准溶液体积，mL；m 为样品质量，g；                           将 1.4.2 节中处理混合染料废水后的 GSR 加入
   146   147   148   149   150   151   152   153   154   155   156