Page 152 - 《精细化工》2020年第1期

·138· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

无水乙醇，在 25 ℃下恒温振荡 30 min 后取出，过 2 结果与讨论
滤干燥后得再生 GSR 树脂，用于再吸附，并根据式
（3）、（4）计算吸附前后混合染料平均吸光度值与 2.1 GSR 的合成反应原理
脱色率，以考察 GSR 树脂的脱附再生能力及循环使 接枝淀粉树脂 GSR 的合成原理如图 1 所示。引
用性能。 发剂分解产生两种初级自由基 SO 4 •与 SO 3 •，它们都
1.4.4 吸附动力学研究 能夺取淀粉分子伯醇羟基中的 H 原子，在淀粉大分
取 20 mL 浓度为 0.25 mmol/L 的 MG、SF、MB 子上生成氧自由基 St-O•，St-O•随后与 ST、SMAS
3 种染料溶液于 50 mL具塞锥形瓶中，分别加入 0.1 g 单体分子不断加成 [24] ，形成增长中的链自由基，链
吸附剂在 25 ℃恒温吸附，每隔 3、5 或 10 min 进行 自由基遇另一活性链或初级自由基时停止增长（链
多次取样过滤、稀释并定容，于染料最大吸收波长 终止），并最终在淀粉大分子上引入具有一定长度的
（λ max ）处测定原溶液及吸附后溶液的吸光度。采用 聚合物链段，形成接枝淀粉树脂 GSR。此外还有均
准一、准二级动力学模型根据式（8）、（9）对所得 聚与链转移等副反应发生。均聚反应使接枝率降低，
数据进行拟合 [23] 。 同时均聚物的生成还可能影响淀粉树脂的性能。链
转移反应不仅会降低接枝率，还使接枝支链的相对
ln(q  q )  ln q  K t （8）
e t e 1 分子质量减小。
1 t 1
  t （9） GSR 的接枝支链中包含 ST 与 SMAS 两种结构
q Kq 2 q
t 2 e e 单元，并起不同作用。其中 ST 单元主要提供不溶
式中：q e 为平衡吸附量，mg/g；q t 是 t 时刻的吸附 性与稳定性，SMAS 单元则赋予淀粉树脂离子交换
–1
量，mg/g；K 1 （min ）、K 2 〔g/(mg·min)〕为准一、 功能。两种单元的协同作用最终使 GSR 树脂成为一
准二级动力学模型吸附速率常数。 种高效的离子交换材料与染料吸附剂。

图 1 淀粉基离子交换树脂 GSR 的合成原理
Fig. 1 Synthetic mechanism of GSR

2.2 GSR 树脂的合成反应条件优化 量的影响见图 2。由图 2 可知，GSR 的磺酸基质量
2.2.1 引发剂浓度对 GSR 磺酸基质量分数及 MB 吸 分数（接枝率）随引发剂浓度的增加而增大，在引
附量的影响 发剂浓度为 0.056 mol/L 时，GSR 的磺酸基质量分数
引发剂浓度对 GSR 磺酸基质量分数及 MB 吸附 可达 16.05%。但随着引发剂浓度继续增加，磺酸基