离子交换树脂对染料的吸附

1、离子交换树脂对染料的吸附 学学校校：安安徽徽工工程程大大学学 学生学院院：生物物与与化化学学工工程程学学院院 班化班级级：化学学工工程程与与工工艺艺110011 参参赛赛人人员员：孙孙书书政政、刘刘仪仪 林胡沈林鹏鹏雄雄、胡伟伟、沈杜杜君君 目录 一、 前言-3 二、 团队简介-4-5 三、 拟采取的研究方法和进度安排-6 四、 基础阶段 1、 离子交换树脂的结构及基本交换原理-7-13 2、 染料的基本知识-14-19 五、 试验阶段-20-26 1、 仪器与试剂 2、 树脂合成 3、 静态吸附实验 4、 树脂对阳离子艳红的吸附动力学性能 5、 染料含量的测定 6、 染料浓度对树脂吸附量的影

2、响 7、 温度对树脂吸附效果的影响 8、 酸度对树脂吸附效果的影响 9、 原始浓度对树脂吸附效果的影响 六、 结论-27 七、 总结-28-29 - 2 - 前言 - 3 - 团队简介 班级：化学工程与工艺101 学号：3100404107 姓名：孙书政 在本项目中分工： 项目负责人，总体设计和管理 座右铭： 未曾清贫难成人， 不经打击老天真。 班级：化学工程与工艺101 学号：3100404107 姓名：刘仪 在本项目中分工： 文件检索及技术指导 座右铭： 自古英雄出炼狱， 从来富贵入凡尘。 - 4 - 班级：机械设计制造及其自动化102 学号：3100404128 姓名：林鹏雄 在本项目中

3、分工： 参与实验及研究报告撰写 座右铭： 用经营的理念,激活自己的每一天。 班级：化学工程与工艺101 学号：3100404135 姓名：胡伟 在本项目中分工： 参与实验及研究报告撰写 座右铭：路漫漫其修远兮,吾将上下而求索 班级：化学工程与工艺101 学号：3100404121 姓名：沈杜君 在本项目中分工： 参与实验及研究报告撰写 座右铭： 学无止境，积极探索。 - 5 - 拟采取的研究方法和进度安排 在确定我们的科研课题之后，我们的指导老师就要求我们在几天内了解离子交换树脂和染料的基本特征。之后我们小组就开了一个简短的会议，对接下来的研究方法和精度安排做了一个简单的讨论。立定了以下的安排

4、计划 步骤一、首先研究离子交换树脂的结构及基本交换原理，了解离子交 换树脂的基本特性，方便接下来的继续研究。此步骤大概占总研究时间的六分之一。 步骤二、了解染料的基本 结构及特性，深入 了解染料的脱色过 程及原理。此步骤 大概占总研究时间 的六分之一。 步骤三、基本的实验过程 1、研究离子交换树脂是否能对染料进行吸附。 2、一定浓度的离子交换树脂对不同浓度的染料吸附情况。 3、不同浓度的离子交换树脂对一定浓度的染料的吸附情况 此步骤时间较长，占总研究时间的二分之一。 步骤三、数据整理及实验报告的撰写。占总时长的六分之一。 接下来就进入我们团队的具体实施阶段吧。 - 6 - 离子交换树脂的结构及

5、基本交换原理 我们小组通过在图书馆查阅有关方面的书籍和上网查阅资料，整理出了离子交换树脂的一些基本特征。 一、离子 交 换 剂 的 分 类 天然海绿砂 无机质 人造合成沸石 离子交换剂 碳质磺化煤强酸性磺酸基(-SO3H) 有机质弱酸性羧酸基（COOH） 型 -N(-CH3)3OH 离子交换树脂型N(CH3)2OH 弱碱性(NH3)OH、（NH2）OH 或 （NH）OH 其他氧化还原型、有机物清除除型等 二、离 子 交 换 剂 的 结 构 及 类 型 离子交换树脂属于高分子化合物，结构比较复杂.离子交换剂的结构可以被区分为两个 部分：一部分具有高分 子的结构形式，称为离 子交换剂的骨架；另一

6、部分是带有可交换离 子的基团（称为活性集 团），它们化合在高分子骨架上.所谓“骨架”，是因为它具有庞大的 - 7 - 空间结构，支持着整个化合物，正象动物的骨架支持着肌体一样，从化学的观点来说，它是一种不溶于水的高分子化合物，现将常用离子交换剂的简单介绍如下。 （图为树脂的显微镜下的形态） 苯乙烯系离子交换树脂 苯乙烯系是现在我国电厂用得最广泛的一种，其制造工艺的第一步是用苯乙烯和二乙烯苯进行共聚。 工业用二乙烯苯常常是它的各种异构体（约4055）和乙基乙烯的混合物。所以在聚合时，实际上这些组成物均聚合在高分子内。 由于在一个二乙烯苯的分子上有两个可以聚合的乙烯基，它可以将两个苯乙烯聚合键交联

7、起来，所以二乙烯苯称为架桥物质。在市场上买到的离子交换树脂所标称的交联度（简写为DVB），就是指聚合时所用二乙烯苯的质量占苯乙烯总质量的百分率。交联度的大小对聚合体的性能有很大的影响。最显著的影响是它的机械强度和密度是随交联度的增大而加大的。 现在，由于水处理工艺的需要，常在合成离子交换树脂时直接制成小球状。这种小球是将单体放在水溶液中，使其在悬浮状态下聚合而成。由苯乙烯和二乙烯苯制得的是高分子化合物聚苯乙烯，还没有可交换离子的基团，是半成品，称为白球。当将还些白球作进一步处理，引入带有可交换离子的基团后，即可得阴、阳离子交换树脂。 苯乙烯系磺酸型阳离子交换树脂。如将白球用浓硫酸处理，引入活性

8、基团SO3H，则可制得磺酸型阳离子交换树脂。 - 8 - 苯乙烯系阴离子交换树脂。它的制造方法是先将聚苯乙烯氯甲基化，然后胺化。氯甲基化的方法为用无水氯化铝或氧化锌为催化剂，用氯甲醚处理（称为傅氏反应）。如用叔胺处理此反应产物，即得季铵型强碱性阴离子交换剂，如用仲胺或伯胺处理，则生成的是弱碱性阴离子交换树脂。 强碱性阴离子交换剂分型和型。型是用三甲胺(CH3)3N胺化而得, 型则是用二甲基乙醇基胺(CH3)2NC2H4OH胺化而得。 型的碱性比型强，型的交换容量比型的大。 丙烯酸系离子交换树脂 丙烯酸系树脂的基体是由丙烯酸甲酯（或甲基丙烯酸甲酯）和二乙烯苯共聚而成。 丙烯酸系羧酸树脂。当将上述

9、基体进行水解时，就可获得丙烯酸系羧树脂。羧酸型树脂是弱酸性阳离子交换剂。 丙烯酸系阴离子交换树脂。当 将上述基体用多胺进行胺化时，就可 获得丙烯酸系阴离子交换树脂。这样 制得的产品是弱碱性。因为它的每一 个活性基团中有一个仲胺基和一个伯 胺基，故其交换容量很大。 除了以上 两种树脂外，基于基体组成的不同， 还有酚醛型和环氧型等多种离子交换 树脂。（图为树脂实体形态） - 9 - 三、树脂的结构类型 用普通聚合法制成的离子树脂都是由许多不规则的网状高分子构成的，类似凝胶，故称凝胶型树脂。这种树脂的缺点是，抗氧化性和机械强度差，易受有机物污染等，所以后来又发展了许多其他类型的离子交换树脂，现分述如

10、下： 大孔型树脂（MR型树脂） 大孔型树脂是在本世纪50年代末制成的。因其孔眼比凝胶型的大得多而得名。普通凝胶型树脂的孔眼孔径平均为12nm，而大孔型的孔径在20100nm以上。凝胶型树脂的孔眼由高分子链和交联剂相键合而形成，这些孔眼不是其原有的，而是当它浸入水中时，由于活性基团发生水化而显示出来的。大孔型树脂实际上由许多小块凝胶型树脂所构成，孔眼存在于这些小块凝胶之间。不论是干的或湿的树脂，这些孔眼都可用电子显微镜看到。 实际上，由于大孔型树脂中的孔大，离子交换反应的速度加快，而且能抗有机物的污染 （因为被截留的有机物容易在再生时通过这些 - 10 - 孔道除去）。大孔型树脂的缺点是交换容量

11、较低，再生时酸、碱的用量较大和售价较贵等。 第二代大孔型树脂 这是在上述第一代大孔树脂基础上发展起来的新品种。它是由小块凝胶型树脂构成的大孔型树脂，但在其制造过程中，孔眼的大小和孔隙度的多少都加以控制，使它们更符合实际应用的要求。它的孔径比第一代大孔型树脂的小，孔隙率也较小（为1%20%），第一代大孔型树脂的孔隙率通常为30%)。这种新树脂的优点是与凝胶型树脂有相近的交换容量，有较快的反应速度，有比第一代大孔型树脂更好的物理性能、抗污染性能和抗渗透冲击性能等。（上图为某树脂的立体结构） 超凝胶型树脂 普通凝胶型树脂有机械强度较差的缺点，其原因是苯乙烯和二乙烯苯进行聚合反应时，通常是二乙烯苯首先

12、反应完了，随后进行单独的苯乙烯分子间的聚合。此时，聚合成的是线型高分子， 机械强度较 - 11 - 差，这是凝胶型树脂的薄弱环节。在超凝胶型树脂的制造过程中，设法控制好苯乙烯和二乙烯苯之间的反应速度，不使产生单独由苯乙烯本身分子间产生聚合反应。这样制得的树脂机械强度较好，可以与大孔树脂相比，价格和凝胶型树脂相近或相同。 均孔型强碱性阴树脂 此种树脂可防止有机物中毒，它是基于以下原理制取：树脂的有机物中毒原因之一是交联得不均匀，如果使交联均匀，所有孔眼的大小相近，在树脂内部不再有紧密区，树脂就不会中毒，但用二乙烯苯作交联剂时，由于苯乙烯和二乙烯苯是两种不同单体，所以聚合引起的不均匀性是不可避免的

13、。因此，在制取均孔型树脂时不用二乙烯苯作交联剂，而是在引入氯甲基时，利用傅氏反应的副反应，使树脂骨架上的氯甲基和邻近的苯环间和忝亚甲基桥。这种交联不会集拢在一起，网孔较均匀，故称均孔型（也可称为等孔型）。均孔型树脂对有机物的吸着是可逆的，所以不会被污染。 四 、离子 交 换 原 理 关于离子交换过程的机理很多，其中，最适于水处理工艺的，是将离子交换树脂看作具 有胶体型结构的物质，这 种上观点认为，在离子交 换树脂的高分子表面上 有许多和胶体表面相似 的双电层。也就是说这里 - 12 - 有两层离子，紧邻高分子表面的一层离子称为内层离子，在其外面是一层符号相反的离子层。与胶体的命名法相似，我们常

14、把和内层离子符号相同的离子称作同离子，符号相反的称反离子。所以离子交换就是树脂中原有反离子和溶液中它种反离子相互交换位置。 根据胶体结构的概念，双电层中的反离子按其活动性的大小可划分为固定层和扩散层。那些活动性能差，紧紧地被吸附在高分子表面的离子层，称为固定层，在其外侧，那些活动性较大，向溶液中逐渐扩散的反离子层，称为扩散层，因为这些反离子像地球上的大气一样，笼罩在高分子表面上，故又称为离子氛。 内层离子依靠化学键结合在高分子的骨架上，固定层中的反离子依靠异电荷的吸引力被固定着。而在扩散层中的反离子，由于受到异电荷的吸引力较小，热运动比较显著，所以这些反离子有自高分子表面向溶液中渐渐扩散的现象

15、。 当离子交换剂遇到含有电解质的水溶液时，电解质对其双电层有以下几种作用： 交换作用。扩散层中反离子在溶液中的活动较自由，离子交换主要在此种反离子和溶液中其它反离子之间进行，但并不局限于此。因动平衡的关系，溶液中的反离子会先交换至扩散层，然后再与固定层中的反离子互换位置。在扩散层中处于不同位置离子的能量是不相等的，那些和内层离得最远的反离子能量最大，因此它们最活泼，最易和其他反离子交换；和内层离得较近的反离子能量最小，活动性较差。这和多元酸或多元碱的多级电离情况相似。 - 13 - 压缩作用。当溶液中盐类浓度增大时，可以使扩散层压缩，从而使扩散层中部分反离子变成固定层中的反离子，扩散层的活动范

16、围变小。这说明了为什么当再生溶液的浓度太大时，不仅不能提高再生效果，有时反使再生效果降低。 染料的基本知识 染料是指在一定介质中，能使纤维或其他物质牢固着色的化合物。我们介绍的染料和颜料只限于有机化合物。古代染料取自动植物。目前，染料 已不只限于纺织物 的染色和印花，它 在油漆、塑料、纸 张、皮革、光电通 讯、食品等许多部 门得以应用。 染料 的分类染料的分类方法有三种：按来源划分（天然和合成染料）、按应用性能划分、按化学结构划分。常用后两种分类方法。染料按应用性能分为以下几类： 1.直接染料 该类染料与纤维分子之间以范德化力和氢键相结合，分子中含有磺酸基、羧基而溶于水，在水中以阴离子形式存在

17、，可使纤维直接染色。 - 14 - 2.酸性染料 在酸性介质中，染料分子内所含的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相合，主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。 3.分散染料 该类染料水溶性小，染色时借助分散剂呈分散状态而使疏水性纤维（涤纶、锦纶等）染色。 4.活性染料 染料分 子中存在能与纤维分 子的羟基、氨基发生化 学反应的基团。通过与 纤维成共价键而使纤 维着色。又称反应染 料。主要用于棉、麻、 合成纤维的染色，也可 用于蛋白纤维的着色。 5.还原染料 有不溶和可溶于水两种。不溶性染料在碱性溶液中还原成可溶性，染色再经过氧化使其在纤维上恢复其不溶性而使纤维着色。可溶性则省去还

18、原一步。该类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。 6.阳离子染料 因在水中呈阳离子状态而得名。用于晴纶纤维的染色，常并入碱性染料类。 - 15 - 7.冰染染料 为不溶性偶氮染料，染色时需在冷冻条件（0-5）下进行，由重氮和偶分组分直接在纤维上反应形成沉淀而染色。 8.缩聚染料 该类染料染色时脱去水溶性基团缩合成大分子不溶性染料附着在纤维上，称为缩聚染色。此外还有氧化染料、硫化染料等。 按化学结构分类（主要是根据染料所含共轭体系的结构来分）。可分为： 偶氮、酞菁、 蒽醌、菁类、 靛族、芳甲 烷、硝基和亚 硝基等染料。 在有的大类别中又可分为若干小类。实际上，现在有些染料很难仅以其结构和使用性能

19、来分类，上述两种分类方法均有待于进一步完善。染料命名染料分子结构复杂。 二、染料的吸附 吸附法以其能够选择性地富集某些化合物的特性在废水处理领域有着特殊的地位，常用的吸附剂有活性炭、树脂和其他一些吸附材料。国外对吸附法处理染料废水进行了广泛而深入的研究! 这里主要介绍活性炭吸附和矿物废弃物吸附。树脂吸附放到实验部分再给大家介绍。 - 16 - 1、活性炭吸附法 活性炭吸附法是一种应 用较早的方法! 该法对 去除水中溶解性有机物 非常有效! 但它再生比 较困难!处理成本较高! 因此应用面窄!一般可 用于浓度较低的染料废 水处理或深度处理。近年来，很多科学家通过对活性炭吸附过程的进一步深入了解!

20、在吸附机理和活性炭预处理技术方面都取得了很大的进展。主要的一方面原因是由于存在多分子层的吸附! 另一方面原因是活性炭中很多微孔孔径太小!不能吸附染料大分子，同时也也证实了中孔较多的活性炭易吸附染料分子主要原因是中孔不仅对吸附有贡献。同时也为吸附质的扩散提供了宽敞的通道活性炭的再生是目前研究的热点! 国内已有详尽的报道较成熟的再生方法是高温热解!另外对于化学再生、溶剂溶解、生物降解、电化学再生、超临界流体 萃取、 微波或超声波 辐射再生等多种技术 也有相应研究。因此只 针对染料废水的特点 简述了各种方法的优 缺点。由于微生物比较难以降解染料!所以对于吸附了染料的活性炭 ! - 17 - 采用生物

21、降解法再生的研究和应用比较少。化学再生法和高温热解法的主要缺点是炭的大量流失，溶剂溶解法的主要缺点是溶剂易流失。且如果溶解效率较低。大量饱含污染物的溶剂也容易造成二次污染。由于染料的吸附作用包括物理吸附和化学吸附，其缺点主要是需要苛刻的反应条件，电化学再生目前尚处在基础研究阶段! 是否有发展前途需要进一步的验证。再生活性炭饱和吸附了偶氮染料， 经过几次连续吸附再生循环后! 发现再生后的活性炭对染料的吸附能力有所增强!集体的活性炭吸附这边就不多做介绍了。 2、矿物!废弃物吸附法 天然矿物主要包括各种黏土、矿石、煤炭等，一般储量都比较丰富!我国炉渣、煤渣、粉煤灰等 废物量也很多!成本更为低 廉!因

22、此这些无机吸附剂的 应用前景比较广阔。某外国 科学家等将泥煤、钢渣、膨 润土、粉煤灰等无机吸附剂 和活性炭对染料的吸附性能 进行了比较。试验结果表明， 钢渣、粉煤灰对酸性染料以及泥煤、膨润土对碱性染料的吸附效果可以和活性炭相媲美! 而这四种吸附剂对分散染料的吸附效果都优于活性炭。这一结果为低成本的吸附剂走向工业化应用提供了科学依据。 我国科学家李虎杰等研究了酸化后的坡缕石黏土对阳离子染料桃 - 18 - 红5F的吸附性能，发现在应用这些矿物和废物时，还要注意防止二次污染。由于这些物质中通常含有重金属等污染物，要调节合适的反应条件，特别是防止这些污染物溶出污水处理厂的废活性污泥是一种较难处理的废

23、物等将废活性污泥用重蒸水洗净干燥后作吸附剂用于处理碱性染料废水! 在静态吸附实验中发现，其对大部分染料的吸附量可以达到很高，由膜扩散控制的吸附过程满足一级反应方程!而且是放热反应，该方法 的优势是可以同时 吸附废水中的金属 离子。有趣的是， 越是对称的染料的 吸附反应活化能越 高。有些科学家研 究了用活性污泥制 造的吸附剂对染料的吸附性能。在干燥至恒重后，用浓硫酸活化后的活性污泥对亚甲基兰这种染料的吸附效果非常好，且发现当废水中含有多种染料时，吸附效果更好。很多科学家对一些天然的原料和农业精制炭进行了进一步处理，并研究了这些物质的吸附行为，其中桉树皮、稻壳、竹子、麦杆、椰子壳、野草、木薯皮、花

24、生壳、李子核、棕榈果等天然炭纤维经过处理后对染料都有很好的吸附效果。但是这些吸附剂吸附饱和后如何处置是有待解决的难点。 - 19 - 试验阶段 一、仪器与试剂 HSG- I IB - 6 型电热恒温水浴锅 RW 20 DZM. N 数显搅拌器 DSHZ- 300 多用途水浴恒温振荡器 木质素磺酸钙: 马尾松木质素磺酸盐 盐酸、甲醛、表面活性剂、树脂、蒸馏水 具塞锥形瓶、恒温摇床、离心机、 液体石蜡为化学纯, 其它试剂均树脂为分析纯。 二、 树脂合成 在装有搅拌及回流装置的三口瓶中依次加入木质素磺酸钙、蒸馏水、酸催化剂、甲醛, 搅拌均匀, 再加入液体石蜡和少量表面活性剂作为有机相, 其中木质素磺

25、酸钙溶液浓度为50% , 盐酸浓度为5mol/L,甲醛用量为木质素磺酸钙质量的7%, 表面活性剂用量为2%, 相比为3：1, 控制搅拌速度为200rpm使水相均匀分散在有机相中, 按一定升温程序加热,反应结束后分离出树脂产品, 洗净过筛, 筛选粒度为 0. - 20 - 2- 0. 45mm 的树脂备用。所得球形木质素基离子交换树脂, 球形规整, 粒径均匀, 强度好。样品经过预处理后转化为氢型树脂, 测定其基本性能, 其结果见下表： 三、静态吸附实验 上述氢型树脂在2000r/ min 转速下离心5min除去外部水分后, 准确称取一定量置于100mL 具塞锥形瓶中, 然后加入50. 00mL

26、一定浓度的阳离子艳红染料溶液。将具塞锥形瓶放在一定温度下的恒温摇床上以150r/ min 的频率振荡。吸附一定时间后,吸取上层清液测定吸光度。根据溶液的吸光度, 在标准工作曲线上找出相应的染料含量, 计算出清液中的染料的含量。 四、染料含量的测定 实验选用阳离子艳红染料为对象研究树脂对阳离子染料的吸附性能, 通过分光光度法测定吸附前后溶液中染料浓度的变化。以蒸馏水为参 - 21 - 比, 测定阳离子艳红的吸收光谱, 确定阳离子艳红最大吸收波长为513nm。准确称取0. 0250g 的阳离子艳红, 完全溶解后, 稀释定容至250mL, 配制100mg/ L 阳离子艳红标准溶液。用移液管准确移取1

27、. 00, 2. 00, 3. 00, 4. 00,5. 00 mL 上述标准溶液稀释定容至50 mL, 以蒸馏水为参比, 用1cm 比色皿, 在513nm 处测定吸光度, 绘制浓度 吸光度标准曲线。标准曲线的拟合方程为:c= 12. 36928A, R= 0. 99987, SD= 0. 07379。 结果与讨论 1、树脂的显微照片及红外光谱 由产品的显微照片图1 可见所合成的树脂外形呈规整的圆球形。而产品的红外光谱( 图2) 则表明, 树脂基本保留了木素磺酸钙 的基本结构特征, 其1200cm- 1处强而宽的光带是磺酸基的 特征峰,1040 cm- 1附近的峰 也是由磺酸基引起的, 而交

28、联之后树脂结构中亚甲基的 增多则体现2900cm- 1附近吸收峰 的增多增强。 2 、树脂对阳离子艳红的吸附动力 学性能 吸附速率是离子交换吸附过程的 - 22 - 一个重要参数。吸附速度快, 则在动态吸附过程中可缩短运行时间。准确称取0. 500g 的上述LS 树脂数份, 置于100mL 具塞锥形瓶中, 分别加入600mg/ L 的阳离子艳红染料溶液50. 00mL, 于30 水浴恒温振荡。隔一定 时间取样测定溶液 中剩余阳离子艳红 的浓度, 研究LS 树脂在不同时间下 对染料的吸附情 况。结果如图3 和4 所示, 从图可以看 出随着吸附时间的 延长, LS 树脂对染 料的吸附率增加, 而且

29、在前30min 的 吸附速度很快, 5min 的吸附率可 达到35.74% , 10min 的吸附率已 超过50%, 30min 的 吸附率已经达到91. 12% , 到了后期吸附速度减缓。吸附60min 左右就基本上达到平衡吸 - 23 - 附, 吸附率达99%以上。说明LS 树脂对染料的吸附量大、吸附速率快。 3 、染料浓度对树脂吸附量的影响 准确称取0. 500g 的树脂数份, 置于100mL 具塞锥形瓶中, 分别加入50. 00mL 不同浓 度的阳离子艳红染 料溶液, 于30 水浴恒温振荡3h, 使吸附达到平衡, 测定溶液的平衡浓 度, 计算树脂的平 衡吸附量, 结果见 图5。随着染料

30、浓度 的增加, 树脂平衡吸附量增加。另外我们还对更低浓度( 15mg/ L) 的 染料废水进行了吸 附实验, 结果如图 6 所示, 表明树脂 不仅可用于高浓度 阳离子染料废水的 吸附, 还可用于低 浓度阳离子染料废 水的深度脱色处 理。 - 24 - 4、温度对树脂吸附效果的影响 图7 是一定量的树脂在不同温度下对一定浓度的阳离子艳红溶液的静态吸附结果, 可见温度对吸附效果的影响主要体现在前期的吸附速率不同。温度越高, 前期吸附速度越快, 其中5min 的吸附率差别最大, 30 时约 35%,60 时则高 达75% 。随着时间 的延长, 温度对吸 附率的影响越来越 小, 到30min 时只 有

31、30 对应的吸 附率略低, 在所考 察的温度范围内树 脂对阳离子艳红的吸附在60min 时均已接近100% 。可以预见树脂对较高温度的染料废水将有着很好的动态吸附效果。 5 、酸度对树脂吸附效 果的影响 用(11)H2SO4和(1 1)NH3.H2O调节染料溶 液的酸度，当溶液的pH 超过某一域值后会导 - 25 - 致染料沉淀，因此我们只在弱酸性范围内进行对比试验，研究树脂对不同pH值的染料溶液的吸附性能，结果见图8所示。可见溶液的pH值越高，树脂的吸附量越高。所以我们预计树脂对其中的染料应有较好的吸附性能。 6、原始浓度对树脂吸附效果的影响 准确称取一定量的树脂数份，分别加入50.00mL

32、不同浓度的染料溶液，考察溶液的原始浓度对吸附效果的影响，结果如图9所示。由图9(1)可见树脂对浓度低于100mg/L的染料溶液的吸附率较高，达90%以上；实验表明对于染料含量50mg/L的溶液吸附1h后平衡浓度低于1mg/L(如图9(2)所示)，达到国家排放标准。由此可见树脂对低浓度的染料溶液具有更好的吸附效果。 -1-1 - 26 - 结论 以针叶木木质素磺酸钙为原料, 以甲醛为交联剂, 在添加有少量表面活性剂的液体石蜡中, 通过悬浮聚合成功地制备了球形木质素基离子交换树脂。在木质素磺酸钙溶液浓度为50%, 盐酸浓度为 5mol/L, 甲醛用量为7%, 表面活性剂用量为2%, 相比为3：1, 搅拌速度为200rpm 的条件下制得 的树脂, 呈规整的圆球形, 含水量为77. 37% ,干基全交 换容量达3.33mmol/ L。取粒 度在0. 2- 0. 45mm 范围内 的树脂用于阳离子染料的吸 附研究, 树脂的饱和吸