羧酸型接枝淀粉吸附树脂的制备和对染料的去除性能

作者：张昊; 李帆; 常娜^*; 王海涛; 程博闻; 王攀磊

来源：材料研究学报, 2021, 35(06): 419-432.

• 有机高分子材料
• 淀粉
• 羧酸型
• 离子交换树脂
• 染料吸附
• 水处理技术

以天然淀粉(RS)为基体、以丙烯酸(AA)和乙酸乙烯酯(VAc)为原料在过硫酸铵(APS)和亚硫酸氢钠(SHS)的引发下用水相合成法制备羧酸型接枝淀粉吸附树脂(CSR),使用SEM、IR、XRD、13C-NMR和GPC等手段表征树脂的结构,研究其对染料的去除性能。结果表明:当引发剂的浓度为0.03 mol/L、单体物质量比n(AA):n(VAc)为3∶1、单体浓度为0.8 mol/L时CSR的羧酸基的含量为19.26%,对孔雀石绿的吸附量为17.35 mg/g。与天然淀粉相比,CSR树脂的耐水性和化学稳定性提高且对酸、碱及酶的耐受性增强,经碱处理后树脂的吸附性进一步提高。GPC分析结果表明,CSR树脂中的线型分子逐渐向分支型转化,使大分子形成复杂的网状结构。CSR的主链分子量随着单体添加量的增加和AA/VAc比例的增大呈下降趋势。CSR对碱性品红(BF)、亚甲基蓝(MB)和孔雀石绿(MG)的吸附量优于001×7强酸性离子交换树脂、D151弱酸性离子交换树脂以及羧甲基纤维素CMC与羧甲基淀粉CMS等合成及天然高分子吸附剂,与活性炭的性能接近,且具有广谱吸附性。CSR的零电荷点pHPZC为3.83,远低于天然淀粉树脂(pHPZC=7.38),是其对阳离子染料吸附量提高的重要原因。CSR在较宽的pH值范围内具有良好的染料吸附性能,当pH值为8.5时吸附量最大值。CSR对混合染料废水的脱色率为87.42%,且具有较强的再生能力,8次再生循环后其脱色率不低于首次吸附的88.6%。

• 单位
  环境科学与工程学院; 天津工业大学