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基本信息

項(xiàng)目名稱：
新穎螯合樹脂的合成及其在貴金屬回收中的應(yīng)用
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
以交聯(lián)氯甲基聚苯乙烯樹脂為母體，引入N、N-S型雜環(huán)配體，合成新穎螯合樹脂，并用紅外光譜、元素分析等手段對(duì)合成的新穎樹脂進(jìn)行表征，確定合成的最佳工藝；探討新穎樹脂對(duì)貴金屬的吸附性能；篩選出性能優(yōu)良的螯合樹脂并研究其在貴金屬回收中的應(yīng)用。
詳細(xì)介紹：
以交聯(lián)氯甲基聚苯乙烯樹脂為母體，引入N、N-S型雜環(huán)配體，合成5-ATMDR、2-ATAR、4-APR三種新穎螯合樹脂，并用紅外光譜、元素分析等手段對(duì)合成的新穎樹脂進(jìn)行表征，確定合成的最佳工藝條件。 利用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附法研究樹脂對(duì)貴金屬離子的吸附性能。分析pH值、溫度、初始金屬離子濃度等因素對(duì)吸附性能的影響；通過等溫吸附曲線模型、吸附動(dòng)力學(xué)模型對(duì)樹脂的等溫吸附及吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行探討；通過IR、TGA、SEM、EDS對(duì)樹脂的吸附行為進(jìn)行表征，為樹脂的篩選和應(yīng)用研究提供理論基礎(chǔ)。 將篩選出的樹脂應(yīng)用于貴金屬的回收，如模擬電鍍含金廢水以及廢催化劑中貴金屬的回收。

作品圖片

  • 新穎螯合樹脂的合成及其在貴金屬回收中的應(yīng)用
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作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

研究目的：以氯甲基化聚苯乙烯為母體，與含N、N-S型雜環(huán)配體發(fā)生親核反應(yīng)來(lái)制備新穎螯合樹脂；探討新穎樹脂對(duì)貴金屬的吸附性能；篩選出性能優(yōu)良的螯合樹脂并研究其在貴金屬回收中的應(yīng)用。 基本思路：合成三種新穎的螯合樹脂→研究樹脂的靜態(tài)吸附性能→研究吸附機(jī)理→研究動(dòng)態(tài)吸附性能→研究新穎螯合樹脂在貴金屬回收中的應(yīng)用。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

作品科學(xué)性：所用配體雖然是新穎配體，但所用反應(yīng)為傅克反應(yīng)，符合化學(xué)規(guī)律。 作品先進(jìn)性：對(duì)新穎螯合樹脂吸附性能的研究，結(jié)果表明該樹脂與同類產(chǎn)品相比，具有選擇性好、吸附容量大，解吸率高、再生性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 作品獨(dú)特之處： 1.先用理論分析篩選出潛在的優(yōu)勢(shì)雜環(huán)配體，指導(dǎo)合成新穎螯合樹脂，提高了效率，避免盲目性。 2.用最簡(jiǎn)單的反應(yīng)合成了具有較大應(yīng)用價(jià)值的新穎螯合樹脂

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

(1)以交聯(lián)氯甲基聚苯乙烯樹脂為母體，引入雜環(huán)配體，合成新穎螯合樹脂，并用紅外光譜、元素分析等手段表征，確定合成的最佳工藝條件。 (2)研究樹脂對(duì)貴金屬離子的吸附性能。分析pH值、溫度、初始金屬離子濃度等因素對(duì)吸附性能的影響；通過模型擬合進(jìn)行探討；通過IR、TGA、SEM、EDS對(duì)樹脂的吸附行為進(jìn)行表征，為樹脂的篩選和應(yīng)用研究提供理論基礎(chǔ)。 (3)將篩選出的樹脂應(yīng)用于貴金屬的回收。

學(xué)術(shù)論文摘要

貴金屬的分離、富集和回收是具有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的研究課題。 本文以交聯(lián)氯甲基化聚苯乙烯為母體，與含N、N-S的配體發(fā)生親核反應(yīng)制備了2-ATAR，5-ATMDR 和4-APR三種螯合樹脂。在綜述了國(guó)內(nèi)外有關(guān)螯合樹脂的合成及性能研究方面的進(jìn)展的基礎(chǔ)上，以建立貴金屬選擇性富集回收新方法為目的，合成了幾種螯合樹脂并對(duì)其合成條件及選擇吸附性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，據(jù)此提出了一種通過選擇性吸附從“二次資源”中回收貴金屬的方法。結(jié)果表明：2-ATAR、5-ATMDR對(duì)Au3+的靜態(tài)吸附量分別為498.74mg/g和466.52mg/g，4-APR對(duì)Pd2+的靜態(tài)吸附量為323.56mg/g，樹脂對(duì)貴金屬的吸附符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附過程是化學(xué)吸附和物理吸附共同作用的結(jié)果。動(dòng)態(tài)吸附研究表明：5-ATMDR、2-ATAR對(duì)Au3+的吸附量分別為492.74mg/g和481.53mg/g，4-APR對(duì)Pd2+的吸附量為336.19mg/g，動(dòng)態(tài)吸附符合Thomas方程。具有顯著的選擇性和優(yōu)異的吸附性能。用相應(yīng)解吸劑均能完全解吸，且樹脂的重復(fù)使用性能良好，可用于中小企業(yè)中貴金屬的富集回收。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

配位原子為雜環(huán)的螯合樹脂的研究進(jìn)展 大孔型聚氯乙烯(PVC)是合成多胺型螯合樹脂的常見原料，其來(lái)源廣泛，價(jià)廉易得。常?？〉仍鴪?bào)道了以PVC為原料合成的丙烯酞胺肟型等螯合樹脂在富集分離微量元素方面的應(yīng)用。該類樹脂能夠定量富集金、錫、鎳、錫、釩、鎵、鈦、銅、鋅、鈷、鉻、鉑、碲、汞、鉛、銦、鈹、釔、鈀、鑭、錳等金屬離子，吸附離子后的樹脂可用硫脲—鹽酸溶液洗脫回收，其回收率均在92.5-100%之間。 Heikki Leinonen等人合成了含亞胺二乙酸基的螯合樹脂Chelex 100，并應(yīng)用于吸附痕量鎳，吸附量可達(dá)2.15 mmo1/g。 陸妙龍等曾以不經(jīng)甲基化步驟的“直接胺化—氯乙酸化”合成法制得售價(jià)低，性能良好的IDA螯合樹脂，該類樹脂對(duì)二價(jià)金屬離子具有高度的選擇性，即使在大量一價(jià)金屬離子的存在下，也能有效地吸附二價(jià)金屬離子。其對(duì)金屬離子的選擇順序?yàn)椋?Cu2+>>Pb2+>Fe3+>A13+>Ni2+>Zn2+>Co2+>Cd2+>Fe2+>Ba2+>Ca2+>Na+
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