Page 207 - 《精细化工》2021年第4期

第 4 期 钟 鑫，等: 单宁基酚胺型螯合树脂的制备及对 Cr(Ⅵ)的吸附 ·841·

图 3 氯代单宁（A）和单宁基酚胺型螯合树脂（B）的 A—吸附前后的 XPS 全谱图；B—吸附在树脂上 Cr 的 XPS 双峰
EDS 谱图 拟合图；C—吸附前后 O 的 XPS 分峰拟合图
Fig. 3 EDS spectra of chlorinated tannin (A) and tannin- 图 4 单宁基酚胺型螯合树脂吸附 Cr(Ⅵ)前后的 XPS 谱图
based phenol-amine chelating resin (B) Fig. 4 XPS spectra before and after Cr(Ⅵ) adsorption by
tannin-based phenol-amine chelating resin
2.2 单宁基酚胺型螯合树脂对 Cr(Ⅵ)的吸附机理
单宁基酚胺型螯合树脂吸附 Cr(Ⅵ)前后的 XPS 表 1 吸附在树脂上的 Cr(Ⅲ)/Cr(Ⅵ)组成比例
谱图如图 4 所示。从图 4A 可知，树脂吸附 Cr(Ⅵ) Table 1 Composition ratio of Cr(Ⅲ)/Cr(Ⅵ) adsorbed on resin
后不仅含有 C、N、O 等元素，还含有 Cr 元素，表 价态 峰面积 占总铬质量比/%
明一定量的铬离子被吸附到树脂表面。从树脂上 Cr Cr(Ⅲ) 16979 78
的 XPS 双峰拟合图（图 4B）可以看出，在 576.24 Cr(Ⅵ) 4842 22
Cr 21821 100
与 586.15 eV 处出现两个较大峰，分别代表 Cr 2p 3/2
轨道和 Cr 2p 1/2 轨道的结合能，这两个结合能接近于
Cr(Ⅲ)标准物 Cr 2 O 3 的 Cr 2p 轨道结合能 [20] ，表明铬 图 4C 为树脂吸附 Cr(Ⅵ)前后 O 的 XPS 分峰拟
主要以 Cr(Ⅲ)的形式吸附在树脂上。此外，在图 4B 合图，树脂吸附 Cr(Ⅵ)后在 531.61 和 530.11 eV 出现
两个新的吸收峰。531.61 eV 处为 C==O 的吸收峰，
中 578.05 eV 处有一个小肩峰，此值接近于 K 2 Cr 2 O 7
标准物的 Cr 2p 的轨道结合能 [21] ，这表明还有少量 这可能是吸附过程中树脂中的酚羟基被氧化所致；
Cr(Ⅵ)未被还原成 Cr(Ⅲ)就被树脂所吸附。图 4B 中 530.11 eV 处为 Cr—O 的吸收峰，这是由于铬离子被
吸附在树脂上的 Cr(Ⅲ)/Cr(Ⅵ)组成比例如表 1 所示。 吸附到树脂表面所致。
单宁分子的邻位酚羟基具有较强的还原性，能
将 Cr(Ⅵ)还原成 Cr(Ⅲ) [16] ，Cr(Ⅲ)既可以与单宁分
子结构中的间苯二酚结构形成较稳定的六元环配合
物而被吸附，又可以与 PEI 中氨基形成较稳定的五
元环配合物被吸附。同时，在酸性环境中，部分氨
–
基被质子化，可以与 HCrO 4 发生氢键作用，从而有
少量 Cr(Ⅵ)被树脂吸附 [22] 。因此，单宁基酚胺螯合
树脂对 Cr(Ⅵ)的吸附主要为还原吸附，其吸附机理
示意如下所示。