Page 28 - 《精细化工》2020年第7期
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·1310·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

                 磁响应吸水树脂在含重金属废水处理及细粒煤                          能，最大吸附量分别为 81.78、69.67 mg/g，经磁性
            脱水等领域展现出可观的应用前景。REDDY 等                     [57]   分离重复使用 3 次后依然保持很高的吸附活性。此
            以 NIPAM、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）                      外，环境响应型吸水树脂还有望应用于人造肌肉、
            为单体，采用原位合成技术制备了磁性吸水树脂                              化学传感器、药物缓释、组织工程等更多领域，但
            P(NIPAM-AMPS)，该吸水树脂除表现出超顺磁性                        有关其应用研究大多停留在基础研究阶段，离实际
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            外，还对 Cu 、Co 具有较高的重金属吸附性能。                          应用尚需更加深入系统的研究和更完善成熟的工艺
            当吸水树脂在溶液中完成对重金属离子的吸附后，                             路线。
            可利用外加磁场快速实现吸附后凝胶与溶液的分离                                 因此，有关环境响应型吸水树脂的后续研究还
            （见图 9），大幅度简化了分离工艺。苏立红等                      [58]   需重点考虑以下问题：第一，吸水树脂多重响应机
            采用化学转化法制备的磁性聚丙烯酸钠（PAAS）吸                           理尚不明确，面对实际应用时难以满足复杂的环境
            水树脂，在自然、离心以及不同温度条件下，其保                             需求；第二，现有环境响应型吸水树脂凝胶的力学
            水率均大于普通 PAAS 吸水树脂，磁化作用使得树                          性能较差，难以兼顾智能吸水树脂的刺激响应特性
            脂失水变慢，进一步增强了保水性能。该磁性 PAAS                          与力学性能，很难保证环境响应型吸水树脂能够承
            树脂可应用于细粒煤脱水，解决了脱水后煤与普通                             受高应变的拉、压、切和扭曲而恢复起始状态；第
            树脂难于分离，树脂重复利用性差的问题。李欣等                             三，智能吸水树脂虽然具有诸多的优异性能，且制
            [59] 制备的磁性聚丙烯酸钠树脂与未磁化吸水树脂相                         备方法也经过层层改进，但仍具有较高的材料制造

            比，两者对细粒煤脱水效果均较好且脱水率相差不                             成本。为此，针对以上问题，作者提出了以下解决
            大，但磁性吸水树脂在循环使用性能方面占绝对优                             方案：（1）注重响应机理、溶胀动力学及热力学等
            势，重复使用 15 次后树脂仍具有强磁性，Fe 3 O 4 质                    基础理论研究，设计合理的动态性能测定实验，使
            量分数为 14.13%。由此可见，磁响应型吸水树脂在                         智能吸水树脂面临更复杂的应用环境，也是评价其
            吸附分离领域具有无与伦比的优势，但在制备过程                             树脂性能的真实有效的方法；（2）合理选用如氧化
            中工艺流程相对复杂，且在控制树脂颗粒的粒径、                             石墨烯、膨润土等结构增强剂，在保证吸水树脂溶
            分散性、磁强度等技术参数均有一定难度。                                胀性能基础上改善其凝胶机械强度，延长吸水树脂
                                                               的重复使用次数和使用寿命；（3）进一步优化聚合
              a           b          c          d              工艺，简化制备流程，优选复合材料，降低吸水树

                                                               脂应用成本。相信通过科研工作者的努力，环境响
                                                               应型吸水树脂将拥有更广阔的应用前景，也必将为
                                                               人类的智能化生活作出贡献。
                                                               参考文献：

                                                               [1]   PAUL  D．Research  on  heavy  metal  pollution  of  River  Ganga:  A
            a—加入树脂前；b—加入树脂并发生吸附过程；c—吸附结束后磁性
                                                                   review[J]. Annals of Agrarian Science, 2017, 15(2): 278-286.
            分离；d—磁性分离完成
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              图 9    P(NIPAM-AMPS)吸附 Cu 及磁性分离过程       [57]     [2]   LÓPEZ R, HALLAT J, CASTRO A, et al. Heavy metal pollution in
                                2+
            Fig. 9    Adsorption of Cu  and magnetic separation process   soils and urban-grown organic vegetables in the province of Sevilla,
                   of P(NIPAM-AMPS) [57]                           Spain[J]. Biological Agriculture & Horticulture, 2019, 35(4): 219-237.
                                                               [3]   ZHAO G M, YE S Y, YUAN H M, et al. Surface sediment properties
            3    应用与展望                                             and  heavy  metal  pollution  assessment  in  the  Pearl  River  Estuary,
                                                                   China[J].  Environmental  Science  and  Pollution  Research,  2017,
                                                                   24(3): 2966-2979.
                 随着研究的进一步深入，环境响应型吸水树脂
                                                               [4]   PENG  N,  HU  D  N,  ZENG  J,  et al.  Superabsorbent  cellulose-clay
            已逐渐被应用于实际生产中并取得了不错的效果。
                                                                   nanocomposite hydrogels for highly efficient removal of dye in water[J].
            如 CAO 等   [60] 将其制备的温度和 pH 响应型吸水树脂                     ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2016, 4(12): 7217-7224.
            应用于不锈钢网中，在控制 pH 和温度下实现水与                           [5]   FEKETE  T,  BORSA  J,  TAKÁCS  E,  et al.  Synthesis  of
            油的主动分离。GLAMPEDAKI 等             [61] 制备了一种热            carboxymethylcellulose/starch superabsorbent hydrogels by gamma-
            敏型聚丙烯酸复合吸水树脂，将该吸水树脂掺入到                                 irradiation[J]. Chemistry Central Journal, 2017, 11(1): 1-10.
                                                               [6]   GHASRI  M,  JAHANDIDEH  A,  KABIRI  K,  et al.  Glycerol-lactic
            尼龙-6,6 织物表面，能显著提高聚酰胺纤维的润湿
                                                                   acid star-shaped oligomers as efficient biobased surface modifiers for
            性。SAHRAEI 等      [62] 以黄蓍胶、聚乙烯醇、氧化石
                                                                   improving  superabsorbent  polymer  hydrogels[J].  Polymers  for
            墨烯、Fe 3 O 4 为原料制备的磁响应复合吸水树脂在处                          Advanced Technologies, 2019, 30(2): 390-399.
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            理工业中含 Pb 、Cu 的废水表现出优异的吸附性                          [7]   GHASRI  M,  BOUHENDI  H,  KABIRI  K,  et al.  Superabsorbent
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