液(pH=9.4)25.00mL,于恒温振荡器中恒温振荡24h,取滤液配成一定浓度后用可见分光光度计检测硼酸的浓度,按下式计算吸附量:
q=(C0-Ce)×V/m
式中q为吸附容量(mg〃g-1);C0为吸附前硼酸的浓度(mg〃L-1); Ce为吸附平衡后溶液中硼酸的浓度(mg〃L-1);V为溶液的体积(L); m为树脂的质量(g)。
以平衡浓度C为横坐标,吸附量q为纵坐标,作出树脂对硼酸溶液的吸附等温线。
3 结果与讨论 3.1 树脂的含水量
表1 聚丙烯酸单甘油树脂含水量的测定 M1
M2 M3
含水量(%) 平均值(%)
1 13.565 14.503 13.967 57.14
2 13.565 14.567 13.997 57.27 57.06
3 13.564 14.434 13.940 56.78
从表1数据可以看出,聚丙烯酸单甘油树脂的含水量为57.06%。
表2 聚丙烯酸1,2-丙二醇酰胺树脂含水量的测定
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M1 M2 M3
含水量(%) 平均值(%)
1 13.151 14.160 13.470 68.38
2 13.152 14.065 13.443 68.13 68.08
3 13.565 14.558 13.885 67.74
从表2数据可以看出,聚丙烯酸1,2-丙二醇酰胺树脂的含水量为68.08%。
3.2 树脂邻二羟基含量
表3 聚丙烯酸单甘油酯树脂羟基含量
1 2 3 样品(g) 0.697 0.706 0.715 空白消耗Na2S2O3的体积(mL) 39.0 39.0 39.0 样品消耗Na2S2O3的体积(mL) 34.35 33.89 33.48 树脂含水量(%) 56.78 57.27 57.1 羟基含量(mmol /g) 8.08 8.40 9.42
平均羟基含量(mmol /g) 8.63
表4 聚丙烯酸1,2-丙二醇酰胺树脂羟基含量
1 2 3 样品(g) 0.696 0.733 0.724 空白消耗Na2S2O3的体积(mL) 39.0 39.0 39.0 样品消耗Na2S2O3的体积(mL) 33.40 32.60 32.83 树脂含水量(%) 68.13 65.71 67.77 羟基X(mmol /g) 13.05 13.33 13.84
羟基X平均(mmol /g) 13.40
对比表3和表4可以得出,聚丙烯酸单甘油酯树脂和聚丙烯酸1,2-丙二醇酰胺树脂羟基含量均较高,前者因反应可逆导致反应不完全(反应后弱酸交换量为2.33mmol/g),羟基含量较低;后者反应容易,反应程度达到了92%。
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3.3 硼酸的标准曲线 硼酸的标准曲线如表5:
表5 硼酸标准溶液的浓度及吸光度A
编号 1 2 3 4 5 6 C(mg/L) 0 1.144 3.423 5.72 8.008 11.44 吸光度A 0 0.083 0.241 0.372 0.53 0.74
0.80.70.60.50.40.30.20.10.0A=0.06362C+0.015952R=0.99977A02468-11012C(H3BO3)/mg·L
图1 硼的标准曲线
3.4 树脂和硼特效树脂对硼酸的静态吸附 3.4.1聚丙烯酸单甘油酯树脂25℃吸附曲线
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141210 298Kq/mg·g(dry)86420-1050100150-1200Ce(H3BO3)/mg·L
图2 聚丙烯酸单甘油酯树脂25℃吸附曲线
3.4.2聚丙烯酸1,2-丙二醇酰胺树脂25℃吸附曲线
1412 298K10q/mg·g(dry)8-16420050100150-1200250Ce(H3BO3)/mg·L
图3 聚丙烯酸1,2-丙二醇酰胺树脂25℃吸附曲线
3.4.3 Amberlite IRA 743树脂25℃吸附曲线
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50 298K40q/mg·g(dry)30-120100020406080-1100120Ce(H3BO3)/mg·L
图4 Amberlite IRA 743树脂25℃吸附曲线
3.4.4 LSC-800树脂25℃吸附曲线
70 298K6050q/mg·g(dry)403020100-1010203040-15060Ce(H3BO3)/mg·L
图5 LSC-800树脂25℃吸附曲线
25℃时聚丙烯酸单甘油酯树脂和聚丙烯酸1,2-丙二醇酰胺树脂对硼酸的最大吸附量分别为13.3mg/g和12.3mg/g,而Amberlite IRA 743树脂和LSC-800树脂分别为50.3mg/g和65.6mg/g,差距较大的原因为前两种树脂的功能基(邻二羟基)与后两种硼特效树脂的功能基(N-甲基葡萄糖胺)在结构上相差大,N-甲基葡萄糖胺的结构中包含一对邻二羟基和多个羟基,有利于络合四面体结构的B(0H)4-而形
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