含邻羟基羧酸功能基的硼螯合树脂的设计、合成及对硼的吸附研究

树脂法分离硼具有选择性高，分离效果好的优点。树脂法分离硼的原理，是硼能够与顺式二羟基官能团络合，形成稳定的配合物，所形成的配合物在酸的作用下又可以解离，得到原来的树脂和硼酸。邻羟基羧酸结构中包含顺式二羟基结构，与硼酸具有很强的螯合性能。含有邻羟基羧酸功能基的化合物较多，例如水杨酸、酒石酸、苹果酸等。本文将含邻羟基羧酸结构的功能基引入到树脂结构中，探索所合成的树脂对硼的分离效果。
　　 本研究包括以下三个部分：⑴4-氨基水杨酸型树脂的合成。分别以传统的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯树脂及聚苯乙烯氯球为母球，以4-氨基水杨酸进行功能基化，合成了硼螯合树脂GP及SP，利用红外光谱、元素分析等方法对树脂进行表征，探讨两种树脂对硼的吸附性能。结果发现，两种树脂在中性及弱碱性条件下均可对硼酸有较好的吸附。最大吸附量分别为0.99mmol/g及0.86mmol/g，平衡时间分别为2h，3h。动力学研究表明，GP及SP对硼的吸附过程符合二级动力学吸附模型。⑵4-二羟基苯甲酸与甲醛的酚醛缩聚型树脂DFP的合成。为提高功能基含量，本部分以2，4-二羟基苯甲酸为单体，使其与甲醛进行酚醛缩聚反应，得到含有邻羟基苯甲酸结构的酚醛缩聚型树脂，研究致孔剂、分散剂等条件对合成的影响，并进行吸附性能实验。结果发现，DFP树脂在中性及弱碱性条件下对硼有较好的吸附。实验条件下，最大吸附量为1.36mmol/g，6h可达吸附平衡。动力学吸附实验结果表明，DFP树脂对硼的吸附过程符合二级动力学吸附模型。⑶脂族邻位羟基羧酸功能基的硼螯合树脂的合成。基于以上两部分合成的含有芳香环的邻羟基羧酸功能基硼螯合树脂，本部分以D380（氨基树脂）为母球，分别以酒石酸、苹果酸为功能基化试剂，合成含有脂肪链邻位羟基羧酸结构的螯合树脂D380-T及D380-M，两种树脂对硼的吸附量分别为1.31及1.33mmol/g，平衡时间约为2h。动力学吸附实验结果表明，D380-T及D380-M对硼的吸附过程符合二级动力学吸附模型。