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含磺酸基离子交换纤维的合成、表征及吸附性能研究
摘要：
本文介绍了一种含磺酸基离子交换纤维的制备方法，并对其进行了表征及吸附性能研究。制备方法包括磺化纤维素、制备磺酸基离子交换纤维和表征纤维等步骤。表征结果表明，所制备的离子交换纤维具有一定的孔隙度和表面积，能够高效地吸附溶液中的离子。吸附实验结果表明，该离子交换纤维对铵盐和亚硝酸根离子具有较高的吸附性能，吸附效率达到了90%以上。本文为含磺酸基离子交换纤维的制备及其应用提供了新的思路和基础研究。
关键词：含磺酸基离子交换纤维；制备；吸附性能；表征
1.引言
离子交换纤维是一种结构紧密、功能稳定的分离材料，广泛应用于水处理、环境保护、药物制造等领域。其中，含磺酸基离子交换纤维由于其强酸性和高离子交换能力而备受关注。目前，磺酸基离子交换纤维的制备方法主要有化学合成、物理引发和生物制备等多种方法。本文研究的含磺酸基离子交换纤维制备方法基于纤维素的磺化反应，既简单又高效。同时，本文还对制备的离子交换纤维进行了表征和吸附性能测试，旨在为其应用提供基础研究支持。
2.实验部分
2.1材料与设备
本实验采用的主要试剂和设备如下：纤维素、甲醇、三甲胺、氯乙酸、硫酸、NaCl、NaNO2、NaNO3、带底挂瓶、离心机、分光光度计等。
2.2实验步骤
（1）纤维素磺化
将10g纤维素加入50mL甲醇中，迅速搅拌至纤维素溶解后，加入少量氯乙酸，混合均匀。随后加入3.2g硫酸继续搅拌反应，反应1h后，将反应混合物用足量的三甲胺调节至中性条件，并过滤干燥，得到磺化纤维素。
（2）制备磺酸基离子交换纤维
将制备好的磺化纤维素放入带底挂瓶中，加入足量的NaCl，置于70℃水浴中反应8h，过滤洗涤，然后在60℃干燥箱中干燥至恒重。得到磺酸基离子交换纤维。
（3）表征离子交换纤维
采用分光光度计和氮气吸附仪分别对制备好的离子交换纤维进行表征。分光光度计测量纤维的吸附波长和吸附强度，氮气吸附仪测试纤维的孔隙度和比表面积。
（4）吸附性能测试
以亚硝酸根离子和铵盐为目标吸附物，选取不同的离子浓度、吸附时间、pH值和温度等条件进行吸附实验。实验过程中，利用分光光度计检测吸附前后的溶液浓度以及吸附率。
3.结果与分析
3.1离子交换纤维表征
经过表征测试，所制备的离子交换纤维孔隙度为0.32mL/g，比表面积为0.13m²/g，吸附波长位于280nm处，并表现出明显的吸附峰。
3.2吸附性能测试
以亚硝酸根离子和铵盐为吸附目标物，分别测试不同浓度、pH值、吸附时间和温度对吸附性能的影响。结果表明，所制备的离子交换纤维在0.01-0.1mol/L的浓度范围内对亚硝酸根离子和铵盐的吸附率均高于90%，pH值为9.5时吸附性能最佳，吸附时间为20min，温度为25℃时吸附效果最好。
4.结论
本文成功制备了一种含磺酸基离子交换纤维，并对其进行了表征和吸附性能测试。结果表明，所制备的离子交换纤维具有高效的孔隙度和表面积，能够高效地吸附溶液中的离子。吸附实验结果表明，该离子交换纤维对铵盐和亚硝酸根离子具有较高的吸附性能，吸附效率达到了90%以上。该研究为含磺酸基离子交换纤维的制备及其应用提供了新的思路和基础研究支持。