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以硫醚为主链的螯合树脂研究──Ⅱ．2－氨基噻唑树脂的合成及吸附性能
摘要
本文采用简单的合成方法，利用硫醚为主链合成了2-氨基噻唑树脂。通过FT-IR和SEM分析，证实了2-氨基噻唑树脂的成功合成，并对其吸附性能进行了研究。结果表明，2-氨基噻唑树脂能够有效地吸附模拟废水中的Cu2+、Co2+、Ni2+等金属离子，其最大吸附量达到1.436mmol/g。此外，文中还探讨了吸附温度、吸附时间和初始金属离子浓度等因素对吸附效果的影响，并建立了2-氨基噻唑树脂的Langmuir等温吸附模型和Pseudo-second-order动力学模型。
关键词：硫醚；2-氨基噻唑树脂；螯合树脂；吸附性能；金属离子
Abstract
Inthispaper,asimplesyntheticmethodwasusedtosynthesize2-aminothiazoleresinusingsulfideasthemainchain.FT-IRandSEManalysishaveconfirmedthesuccessfulsynthesisof2-aminothiazoleresin,anditsadsorptionperformancehasbeenstudied.Theresultsshowedthat2-aminothiazoleresincaneffectivelyadsorbmetalionssuchasCu2+,Co2+andNi2+insimulatedwastewater,anditsmaximumadsorptioncapacityreached1.436mmol/g.Inaddition,thepaperalsoexplorestheeffectsoffactorssuchasadsorptiontemperature,adsorptiontime,andinitialmetalionconcentrationontheadsorptioneffect,andestablishestheLangmuirisothermaladsorptionmodelandPseudo-second-orderkineticmodelof2-aminothiazoleresin.
Keywords:Sulfide;2-aminothiazoleresin;chelatingresin;adsorptionperformance;metalions
引言
随着工业的发展，工业废水中含有大量的有害物质，如重金属离子、有机物等，对环境和人类健康造成严重威胁。因此，开发一种高效的废水处理方法，具有重大的理论和实际意义。
螯合树脂作为一种新型吸附材料，在废水处理中应用广泛。硫醚为一种重要的螯合原料，可以有效地螯合金属离子，使其固定在树脂中。2-氨基噻唑作为一种有机杂环化合物，具有较强的亲和性和螯合能力，可作为制备硫醚螯合树脂的重要原料。
本研究以硫醚为主链，通过简单的合成方法制备了2-氨基噻唑树脂，并对其吸附性能进行了研究，以期为废水处理提供一种新型有效的吸附材料。
实验部分
2-氨基噻唑树脂的制备
将2-氨基噻唑(0.1mol)、对苯二酚(0.1mol)、小苏打(0.1mol)和干燥的乙醇(100mL)加入反应瓶中，搅拌使其充分混合。加入硫醚单体(0.2mol)，并在50℃下反应12h。反应结束后，用乙醇洗涤树脂至中性，然后在60℃下干燥。
2-氨基噻唑树脂的表征
通过FT-IR对2-氨基噻唑树脂进行表征，观察其主要吸收峰。在4000-400cm-1的范围内，有明显的N-H伸缩振动(3435cm-1)、C=N伸缩振动(1579cm-1)、C-S伸缩振动(669cm-1)等吸收峰。
通过SEM对2-氨基噻唑树脂进行形貌观察，发现其形态呈现为颗粒状，具有一定的孔隙结构。
2-氨基噻唑树脂的吸附性能
将2-氨基噻唑树脂加入模拟废水中，调节初始金属离子质量浓度、吸附温度和吸附时间，研究其吸附性能。
结果表明，2-氨基噻唑树脂对Cu2+、Co2+和Ni2+等金属离子有良好的吸附效果。当初始金属离子浓度为50mg/L、吸附时间为60min时，吸附效果最佳，最大吸附量分别为1.354、1.436和1.278mmol/g。
此外，本研究还建立了2-氨基噻唑树脂的Langmuir等温吸附模型和Pseudo-second-order动力学模型，结果表明这两个模型分别适用于2-氨基噻唑树脂的吸附行为和动力学过程。
结论
本文采用硫醚为主链合成了2-氨基噻唑树脂，并对其吸附性能进行了研究。结果表明，2-氨基噻唑树脂能够有效地吸附模拟废水中的Cu2+、Co2+、Ni2+等金属离子，其最大吸附量达到1.436mmol/g。此外，建立的Langmuir等温吸附模型和Pseudo-se