N-甲基咪唑盐离子液体的合成及脱硫效果的研究

2019-12-23

N-甲基咪唑盐离子液体的合成及脱硫效果的研究

引言:

N-甲基咪唑阴离子交换树脂(RCI)对水中 As(V)的吸附。RCI 有较高的热稳定性和化学稳定性,并且可适用于较宽的酸度范围(pHl~12)。RCI可去除水中低浓度的As(V。树脂和As(V)发生阴离子交换反应,此反应在60min时快速达到平衡,为了保证吸附反应更完全,所有吸附实验均进行2h。吸附数据符合 Langmuir 吸附等温方程,RCI对As(V)的最大吸附容量为67.2mg/g。随着温度的升高,吸附率逐渐增大,表明此阴离子交换反应是吸热反应。对负载 As(V)的RC1 树脂用0.1 mol/L HCl 进行解吸附,解吸附率达到99.46%,树脂可以再生并且重复利用。

研究简介:

砷在自然界中分布极为广泛,存在于地壳中的岩石、土壤、河水、海水及大气中。含碑矿物经自然风化、氧化后易进入水体发生迁移;工业排水,包括金属冶炼及含碑化合物的制备等,使得神成为水资源中的一个重要污染物。碑是一种剧毒物质,主要以 As(D和As(V)两种价态存在。碑的低氧化态比高氧化态的毒性更大。碑进入体内可引发人体肺、肝、、肾等器官组织和功能上的异变,严重可导致癌变”。因此,对生活中的饮用水和工业生产中的废水除碑,是一个关系民生的重要课题。各种处理碑的方法有吸附法”、萃取法阴、直接沉淀法、反滲透法和离子交换法等,其中离子交换法是最常见的方法。

因为离子交换树脂具有良好的理化性能和丰富的离子交换基团,并且对环境无二次污染,所以它被广泛应用于废水和饮用水中碑的去除。本研究组已成功合成了N-烷基咪功能化强碱阴离子交换树脂,即将 N-甲基咪唑和 N-丁基咪唑离子液体固载于氯甲基化的苯乙烯-二乙烯苯聚合物树脂(Merrifield resin)上,合成了N-甲基咪唑离子交换树脂(RCI)和N-丁基咪唑离子交换树脂(MCI)。应用RCI树脂除去废水中CrM)”。结果表明,树脂对CrMD)有高的吸附容量。热重分析结果表明,RCI起始分解温度为220℃,第一阶段的最大失重速率温度为258℃。而普通泾基型强碱性阴离子交换树脂第一阶段的失重速率温度仅为220℃图,所以RCl具有高的热稳定性。同时,RCI也具有高的化学稳定性。Neagu 等研究了甲基咪哗树脂和其它几种树脂的化学稳定性,发现甲基咪哗树脂在碱性介质中的稳定性优于商业化的Amberlite IRA-400和毗定结构的阴离子交换树脂。本研究考察了RCI树脂对水中碑的吸附分离性能,并讨论了吸附过程中的热力学和动力学方程。

N-甲基咪唑阴离子交换树脂的制备

取5g Merrifield树脂,加入30mLDMF溶胀2h,然后加入1.65gN-甲基咪哗,在80℃下反应不少于36h,过滤树脂并用乙醇洗涤3~5次。后将树脂放于30mL乙醇中,在65℃下搅拌24h,过滤树脂并在真空条件下干燥,得到氯型N-甲基咪官能团化的强碱阴离子交换树脂,记做RCI。

实验方法

分别取不同pH值的50 mg/L的 As(D和As(V)溶液10mL,加入0.01gRCl,在室温下振荡2h,过滤,用ICP-OES在波长为188.979nm下测滤液中剩余碑的浓度。研究了不同条件(如时间、温度、吸附剂用量、初始碘浓度和离子强度)下RCI的吸附行为。除了pH实验外,其它条件实验均在pH9.8下进行。吸附容量(q)和吸附率(E)用以下公式计算:


其中,C。和C.分别表示水相中碑的初始浓度和平衡浓度(mg/L),V表示水相的体积(mL),m为RCI树脂的质量(g)。