螯合树脂作为一种高分子复合材料，应用前景广泛，研究价值极高。本文采用对氯苯乙烯作为主链，亚氨基二乙酸作为功能基，凹土作为填充剂，采用光聚合的方法制备一种新型的高分子-粘土复合树脂。考察了凹土、光引发剂、交联剂等对于树脂产率及结构的影响。结果表明经过红外及粉末X射线衍射表征，确认成功合成了树脂，凹土的加入改善了树脂的结构。同时研究表明光引发剂的最佳使用量为单体的8wt%；光聚合的紫外光照射时间不超过10min；二甲亚砜的用量对于树脂产量有较大影响。关键词 螯合树脂，亚氨基二乙酸，凹土，光聚合
目 录
1 引言 1
1.1 螯合树脂简介 1
1.2 固定金属离子亲和色谱简介 3
1.3 凹土 4
1.4 本课题研究目的和内容 7
2 实验部分 7
2.1 实验仪器与药品 7
2.2 树脂的制备 8
2.3 表征 11
3 结果与讨论 11
3.1 表征分析 11
3.2 产率分析 16
结论 20
致谢 21
参考文献 22
1 引言
近年来，工业污染越来越引人关注，而在工业污染中，金属离子污染是危害最大的一类。治理金属离子的方法有沉淀法、溶剂萃取法和吸附树脂等[1]，其中螯合树脂因为其稳定的金属离子吸附性，安全无毒，价格低廉等优点受到了广泛关注。
1.1 螯合树脂简介
1.1.1 定义
螯合树脂是一种高分子材料，其功能基中存在O、N、S、P等具有孤对电子的原子。这些原子与金属离子在配位键的作用下形成物理化学性质稳定的螯合环，从而达到螯合金属离子的目的。
螯合树脂的合成方法有两种，一种是利用带有配位基和双键的低分子化合物聚合，另一种是将配位基引入高分子交联聚合物中。
1.1.2 螯合树脂的分类
螯合树脂的螯合性能主要和配位原子的种类、功能基与主链的结合状态、树脂母体的构造有关[2]。因此，主要根据这三个影响因素对螯合树脂进行分类。
螯合树脂的配位原子有N、O、S、P等，表1列出了主要配位原子 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
及其对应的配伍基。
表1 主要配位原子和配位基
配位原子
配 位 基
N
–NH2，亚胺，席夫碱，偶氮基，羟肟酸，酰胺，胍，含氮杂环等
O
－OH（醇、酚），－O－（醚、冠醚），羰基（醛、酮、醌），羧基等
S
磺酸基，硫醚，硫醇，硫酚，硫脲，含硫杂环等
P
膦酸，膦化硫等
根据配位原子对螯合树脂进行分类，除了表1所罗列的配位原子外，还有含有2个或者多个配位原子的混合型树脂。
在含N型树脂中，席夫碱型树脂的研究较为广泛。由于席夫碱型树脂与金属离子螯合后的螯合物具有优良的热稳定性及催化活性，因此被广泛运用于非均相催化中，如代新[3]等制备的席夫碱型螯合树脂微球，结果表明，席夫碱型螯合树脂的热稳定性强，该微球在80℃下仍然能对金属离子进行螯合。
偕胺肟型螯合树脂是含O和N的树脂，在过渡金属离子的吸附中有广泛应用，如Liu[4]等制备了大孔偕胺肟螯合树脂吸附 Ag+离子，樊丽丽[5]制备和使用此类树脂来吸附柠檬酸液中的Fe3+离子。
亚胺乙酸型螯合树脂在蛋白质的分离与纯化、金属离子的分析检测、稀土及贵重金属离子的富集与提取、重金属离子的除去等方面都有应用。如李延斌[6]制备的IAAPEI/SiO2（亚胺乙酸聚乙烯亚胺/二氧化硅）树脂用于吸附重金属离子，取得了不错的效果；郭淼[7]用此类树脂选择性吸附Ni2+离子。
8－羟基喹啉是著名的分析试剂[8]，被广泛运用于分析化学中。常怀春等[9]研究表明此类树脂对于Pb2+和Cu2+有较强的选择吸附性。王文敏[10]用此类树脂络合Ln(Ⅲ)离子。
氨基羧酸类树脂是螯合树脂中重要的品系，因其与金属离子键合作用力强、交换吸附容量大及对二价离子有高度选择性等优点，已成为使用量最大、应用最广泛的螯合树脂[11]。
螯合树脂的母体有天然高分子材料类和人工合成母体类。人工合成母体类螯合树脂常见的有聚丙烯酸类、聚苯乙烯类、聚乙烯醇类等;以天然高分子材料为母体的螯合树脂常见的有纤维素、类壳聚糖类以及淀粉类等[12]。
在众多的螯合树脂中，亚胺基二乙酸型（IDA）螯合树脂的研究较为广泛，它是以ON为混合配位原子的一类典型螯合树脂，其交联聚合物骨架（如聚苯乙烯或聚丙烯酸）上连有功能基－N(CH2COOH)2，尤其对二价金属离子具有较高的选择性和良好的吸附性能，是一类应用广泛、性能优良的螯合树脂[13]。目前工业及实验研究中使用最多的IDA型螯合树脂有Purolite S930、Amberlite IRC748、Amberlite IRC718、Chelex100、Diaion CR10、Lewatit TP207、D401 等[14]。
IDA基团即—N(CH2COOH)2属于三齿配体，其中，氨基上的N原子和2个羧基上的O原子是供电子体，根据半“EDTA”反应机理，N原子提供的孤对电子和金属离子形成配位键，羧基负离子与金属离子形成化学键，而且还存在静电作用能与多种金属离子形成稳定的双五元环或六元环结构。因此，该类树脂在吸附金属离子尤其是Cu2+相比于其他树脂有巨大优势，如董佳斌[15]等研究表明当树脂所处环境PH为2.2时，树脂对于Cu2+吸附能力可达到1339.66mg/g；代辛巧[16]制备的PMAIDA树脂对于葛根素中Cu2+的吸附率可达到95%；Songwut Lapwanit等[17]制备IDA螯合树脂用于清除水中的重金属离子。
IDA不仅具有优秀的金属离子吸附性能，同时其可多次重复使用的能力也是受学者青睐的重要原因。如王琴会[18]用SIATRP（用表面引发原子转移自由基聚合的方法）制备的IDA树脂，只需用2mol/L的HCl就可使其再生，重复6次使用后，其对Ni（Ⅱ）离子吸附率仍然可以达到93%。

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