Page 91 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 张金颐，等: P(NVP-DVB)的改性及其检测水中双酚 A 的应用 ·83·

堵塞，与引入二乙胺、三乙胺、吗啉和哌嗪的样品 线在相对压力较低时，N 2 吸附量增加较为缓慢，在
相比，引入苯胺样品的表面较为光滑，在不堵塞情 相对压力 0.7~0.9 附近，出现了 H1 型滞后环，这是
况下更容易对目标化合物产生吸附作用 [22] 。 因为样品中发生了毛细凝聚现象，证明样品中存在着
对胺功能化 P(NVP-DVB)样品进行 N 2 吸附-脱 均匀分布的介孔孔径。结合图 15 和表 5 可以看出，
附表征，其孔道参数见表 5。 N 2 吸附量随着比表面积的减小而降低。引入不同胺类
化合物中，P(NVP-DVB-苯胺)的 N 2 吸附量最高。
表 5 P(NVP-DVB)胺功能化前后的孔道参数
Table 5 Pore parameters before and after P(NVP-DVB)
amine functionalization
平均孔径/ 比表面积/ 孔容/
名称 2 3
nm (m /g) (cm /g)
原料 8.67 722.61 1.35
P(NVP-DVB-苯胺) 8.59 590.36 1.21
P(NVP-DVB-二乙胺) 9.05 505.51 1.06
P(NVP-DVB-三乙胺) 8.70 500.46 1.01
P(NVP-DVB-吗啉) 8.57 501.81 1.02
P(NVP-DVB-哌嗪) 9.51 335.18 0.84

图 16 P(NVP-DVB)胺功能化前后的孔径分布曲线及其
从表 5 可以看出，与原料相比，胺功能化后样 局部放大图
品的平均孔径均有变化，但总体变化不大，而比 Fig. 16 Pore size distribution curves and their partial
magnification before and after P(NVP-DVB) amine
表面积总体呈降低趋势。其中，引入哌嗪的样品 functionalization
平均孔径比原料略高，这是因为其经充分溶胀后，
自由体积增加，由于引入功能基团的排斥作用， 从图 16 可以看出，6 种样品的孔径分布主要在
导致与其相邻的聚合物链段向与引入功能基链相 2~10 nm 较小介孔和 10~50 nm 较大介孔范围内。结
反的方向移动和分布并达到新的平衡，造成了材 合表 5，引入二乙胺、三乙胺和哌嗪样品的孔容和
料的平均孔径增加，从而导致比表面积降低 [23] 。5 比表面积均有所下降，但平均孔径增加，是因为微
种胺功能化样品中，P(NVP-DVB-苯胺)的比表面 球之间形成了一定的堆积孔，导致平均孔径增大 [24] 。
2
积（590.36 m /g）最大，且其平均孔径（8.59 nm） 引入哌嗪样品孔径在较小介孔和较大介孔范围内，
没降太多，这说明引入苯胺的处理过程，对原料的 N 2 吸附量都相对较低，这是因为哌嗪有 2 个 N 原子，
极性较强会使 P(NVP-DVB)发生堵塞，从而导致了
结构破坏较少，比表面积较大能够尽量多地保留样
P(NVP-DVB-哌嗪)在较小介孔和较大介孔范围内
品表面的吸附活性位点，从而更好地与目标物产生
N 2 吸附量偏低。引入苯胺的样品在 10~30 nm 的较
吸附作用，提高吸附效率（回收率）。
大介孔范围内，曲线分布最宽、面积最大，说明其
图 15 和图 16 分别为 P(NVP-DVB)胺功能化前
较大介孔量较多，结合表 5、图 16 可以看出，胺化
后的 N 2 吸附-脱附曲线和孔径分布。
后的样品中，P(NVP-DVB-苯胺)的孔径变化不大、
比表面积最大、吸附容量最高，且其在较大的介孔
范围内分布最宽，结合相关吸附机理 [25] ，较大的比
表面积、较宽的介孔分布，能让被检测物更好地进
入吸附剂的内部孔道，从而与吸附剂表面的活性位
点更好地接触，以提高吸附剂的吸附能力，提高检
测效率。
图 17 为胺功能化前后 P(NVP-DVB)的热失重分
析曲线。从图 17 可以看出，在 200~700 ℃过程中，

原料、引入苯胺、二乙胺、三乙胺、吗啉和哌嗪的
样品热失重率依次为 81.11%、70.66%、72.61%、
图 15 P(NVP-DVB)胺功能化前后的 N 2 吸附-脱附曲线 77.58%、74.58%和 70.04%。350~550 ℃样品出现明
Fig. 15 N 2 adsorption-desorption curves before and after
P(NVP-DVB) amine functionalization 显失重，是由于有机聚合物的键断裂或官能团分解
造成的，胺功能化样品的热稳定性较好。引入苯胺、
从图 15 可以看出，6 种样品的 N 2 吸附-脱附曲 二乙胺、三乙胺、吗啉和哌嗪的胺功能化样品热失