亚氨基二乙酸螯合膜的制备及对铜离子的吸附性能研究.pdf

亚氪基二乙酸螯合膜的制备及对铜离子的吸附性能研究
《上海塑料》2013年第1期(总第161期
亚氨基二乙酸螯合膜的制备及
对铜离子的吸附性能研究
李文栋,胡军,邹云,向首容,袁平,曾科,杨刚
(四川大学高分子学院-NHVC电子线应用研究中心,四川大学高分子
材料工程国家重点实验室,四川成都610065
摘要在低密度聚乙烯海膜上接枝亚基二乙酸制备氨基羧酸型吸附材料(LDPE-g-IDA)。用衰减
全反射红外光语(ATR-FTIR)表征了结构,并探讨了室温下其对Cu2的吸附性能。结果表明:该膜材
对Cu2具有很强的吸附能力,其饱和吸附量为99.20mg/g;在pH值2~6范围内,平衡吸附量随pH
值的升高而增大,其平衡吸附过程可用 Langmuir模型描述,为单分子层吸附,且属于优恵吸附过程;
吸附动カ学符合 Lagergren准一级动カ学模型,反应速率受Cu2+扩散步骤的控制;吸附平衡后的膜材
在0.1mo!/I.的HNO3溶液中120s的解吸附效率接近90%,表明该膜材具有很强的再生能力,可以
循环使用。
关键词氨基羧酸型螯合树脂;铜离子;平衡吸附量;动力学;再生
中图分类号:TQ320
文献标志码:A
文章编号:1009-5993(2013)01-0039-05
LI Wen-dong, HU Jun ZOU Yun, XIANG Shou
YUAN Ping, ZENG Ke, YANG Gang
Application and Research Center for Electron Beam of College of Polymer-nhvc
College of Polymer Science &.Enginccring, State Key Iaboratory of Polymer Materials
Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China)
Abstract: A new chelating membrane(idpe-g-ida) was prepared by grafting iminodiacetic acid onto
low density polyethylene film. The structure was characterized by attenuated total reflection intrared
retry(ATR-FTIR), and the ab
ace for Cu2
that the membrane has a strong ability to absorb Cu", the saturated absorption is 99. 20 mg/g. In the
range of PH-2--6, the equilbrium absorption increases with the increasing of PH value, the equilibri
sorption process can be described using Langmuir model, and it belongs to the preferential absorp
ion process. Absorption kinetics is corresponding to Iagergren model, and is controlled by Cu
sion. I ater in 120 s, the desorption efficiency of saturated absorbed membrane in 0. 1 mol/L, INO
aqueous solution is close to 90%, which indicates that the membrane has a strong ability to regenerate
Key words: IDPE-G-IDA chelating membrane; Cu"; equilibrium absorption; kinetics; regeneration
收稿日期:2013-03-04
作者筒介:李文栋(1988-),男,顷上,主要研究方向:通用材料的高性能化
亚氨基二乙酸赘合膜的制备及对铜离子的吸附性能研究
《上海望料》2013年第1期(总第161期
司;内酮(CH))分析纯,天津市博迪化工有限
0前言
公司;N,N-二甲基甲酰胺(DMF)分析纯、天津市
重金属污染是危害最大的水污染河题之一。博迪化工试剂厂;无水硫酸铜(CuSO))分析纯
重金属通过矿山开采、金属治炼、金属加工及化工重庆北碚精细化工厂;次氯酸钠(NaCI()溶液分
生产废水、化石燃料的燃烧、施用农药化肥和生活析纯,成都市科龙化工试剂广:氯乙酸
垃圾等污染源,以及地质侵蚀、风化等形式进入水(CICH2COOH)分析纯,成都市科龙化工试剂
体。由于其毒性大,在环境中不易被代谢,易被生厂;氢氧化钠(Na(O)H)分析纯,成都市科龙化工
物体富集,不但污染水环境,而且严重成胁人类的试剂厂;硝酸(HNO)、)分析纯,成都市科龙化工
健康及水生生物的生存。目前关于重金属废水的试剂厂。
处理主要有以下几种方法:化学沉淀法、电解1.2仪器及设备
法、膜分离法、反渗透法等。但是上述方法都不同
超声振荡仪B2200-HT型上海必能信超声
程度地存在着成本高、能耗大、操作困难、易产生二有限公司;电子天平 METTLER TOLEDO
次污染等缺点。离子交换吸附分离技术具有选择ABH35- S Dualrange型瑞士梅特勒-托利多公
生强、浓缩倍数大、操作简便等优点?,在低浓度司;恒温水浴槽BY28型东华大学材料学院;衰
的污染物去除和贵金属离子的富集方面具有独特减全反射红外光谱仪 Nicolet380型美国Ther
的优势。其中鳌合树脂是一种具有能和特定金属 mo Electron公司(分辦率4cm',扫描范围4000
离子选择性巸位的功能基高分子材料,具有对贵金~600cm,扫描次数32次);低能电子東装置
属离子键合强度大、吸附容量大、操作简便、选择性 Cureton EBC-200-ABTW型日本NHV株式
强优点。含有这些功能性官能团的金属离子吸会社;原子吸收光谱仪 Specir AA220FS型美
附剂成为近年来较为活跃的研究领域。螯合国瓦里安公司。
树脂的种类很多,其中亚氨基二乙酸树脂是一类含1.3胺基羧酸型(LDPE-g-DA)鏊合膜的制备
有N和()配位原子的螯合树脂,其功能基为
在50mL,的三口烧瓶中加入5g氯乙酸,用2
N(CH2COO)H)2,在与金属离子的螯合过程中,mol/L的Na()川I溶液调节pII值10后,加入一定
N原子提供孤对电子与金属离子形成配位键,羧酸量已制备的聚乙烯接枝乙烯胺(1DPE-gVAM)
根离子与金属离子形成离子鍵,二者的协同作用使膜;N2气氛下于70℃恒温油浴中受热,反应过
得螯合成环状结构?即:半“EDTA"反应机理。程中不断滴加Na(OH溶液以保证pH值维持在10
本文在胺型吸附材料的研究基础上合成了左右;当pH值恒定不変时,停止加热,冷却到室
含亚氨基二乙酸的螯合膜。探讨了其对Cu+的吸温,用1mol/1.的HC!溶液调节pH值2后,将膜
附性能,并对影响其吸附容量的相关因素及树脂的取出;去离子水洗涤干净后,60℃其空干燥10h
再生能力作了一定程度的探讨。结果表明:材料对