【摘要】：3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺是重要的染料中間體,在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量高濃度難降解的有機(jī)廢水,對這類廢水的治理歷來是工業(yè)廢水處理中的難題。近年來,我國在利用樹脂法處理高濃度有機(jī)廢水的開發(fā)和應(yīng)用方面取得了較大的進(jìn)展,各種化學(xué)修飾的新型吸附樹脂的合成和應(yīng)用已成為目前的研究熱點。本研究將低交聯(lián)度的氯甲基化聚苯乙烯—二乙烯苯共聚物通過Friedel-Crafts和化學(xué)修飾反應(yīng),制備超高交聯(lián)吸附樹脂NDA-150、NDA-99和SYS。利用傅立葉紅外光譜儀、比表面積分析儀以及熱重分析儀等儀器對制備的NDA-150、NDA-99、SYS樹脂和市售吸附樹脂XAD-4進(jìn)行物理化學(xué)性質(zhì)表征。通過靜態(tài)和動態(tài)吸附實驗,研究3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺在以上幾種吸附樹脂上的吸附和脫附行為。研究結(jié)果表明:(1)NDA-150、XAD-4、NDA-99和SYS樹脂都是以聚苯乙烯—二乙烯苯為基本骨架,比較四種樹脂的比表面積:NDA-150XAD-4NDA-99SYS。NDA-150、NDA-99和SYS樹脂微孔居多,XAD-4樹脂中孔居多,四種樹脂的熱穩(wěn)定性較高。(2)分析NDA-150、XAD-4、NDA-99和SYS四種樹脂對3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的靜態(tài)吸附實驗,結(jié)果表明:吸附等溫線均符合Langmuir吸附模型,屬于單分子層吸附。在NDA-150和NDA-99樹脂上的吸附過程是吸熱反應(yīng);在XAD-4和SYS樹脂上的吸附過程是放熱反應(yīng)。NDA-150樹脂對3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的吸附效果優(yōu)于其他三種樹脂。這主要是因為NDA-150樹脂具有高比表面積。(3)分析NDA-150、XAD-4樹脂對3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺和4-甲氧基乙酰苯胺組成的雙組份體系的吸附,研究發(fā)現(xiàn)吸附是以吸附質(zhì)分子的芳環(huán)與樹脂骨架苯環(huán)之間的π—π作用為主,吸附質(zhì)分子相互爭奪樹脂上的π—π作用吸附位點,故對吸附位點的直接競爭是3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺和4-甲氧基乙酰苯胺在吸附樹脂上競爭吸附的主導(dǎo)機(jī)制。LCA修正模型擬合效果較好。兩者共存時3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的競爭能力略強于4-甲氧基乙酰苯胺。(4)動態(tài)吸附實驗中,樹脂柱高度、流速和溶液濃度對穿透時間和吸附量有較大影響。隨著流速的增大,穿透時間縮短,穿透吸附量降低。隨著溶液初始濃度的增大,穿透時間縮短,穿透吸附量增大。隨著樹脂柱高的增加,穿透時間延長,穿透吸附量增大。(5)Thomas模型和LDF模型對樹脂吸附3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺擬合結(jié)果較好,平衡吸附量與實際吸附量接近。隨流速增大,Thomas速率常數(shù)Kth增大,平衡吸附量Qe減小;隨初始濃度增加,速率常數(shù)Kth減小,平衡吸附量Qe增大;隨著樹脂柱高的增加,有利于吸附質(zhì)的吸附去除。較小的流速、較高的初始濃度和較大的柱高可提高樹脂對3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺的飽和吸附量。(6)含80%乙醇的水溶液作為脫附液,NDA-150樹脂脫附再生效果好,樹脂可被重復(fù)使用。NDA-150樹脂脫附流速選用1.0 m L/min,樹脂脫附率可達(dá)84%。樹脂經(jīng)多次反復(fù)使用未破碎,脫附率在80%以上,表明其有較好的機(jī)械強度和耐污染能力。
【圖文】：

第三章 3-硝基-4-甲氧基乙酰苯胺在吸附樹脂上的靜態(tài)吸附行為目前針對染料中間體的生產(chǎn)廢水的處理方法有很多，主要有萃取法、吸附解法、氧化法、生物法等。但因為吸附法處理污水不會造成二次污染，吸附以脫附再生重復(fù)多次使用，回收的污染物質(zhì)也可進(jìn)行資源化利用等優(yōu)點，故泛關(guān)注。樹脂是一種新型吸附劑，，具有吸附效果好、易脫附再生、物理化學(xué)穩(wěn)定、可反復(fù)多次使用、適用于各種污水處理等優(yōu)點。因此，研究樹脂處氨基-4-甲氧基乙酰苯胺的生產(chǎn)廢水更具有很大的實際應(yīng)用價值。3-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺是重要的染料中間體，主要用于合成分散染料MA 的合成工藝流程長，原料的利用率低，生產(chǎn)過程中排出的廢水中含有好機(jī)物，廢水的毒性較大，是一種污染物濃度高、較難處理的廢水。廢水若不排放，必會對周圍的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞，同時廢水中有用的化料也是一種資源上的浪費。AMA 的合成工藝見圖 3.1。

圖 4.5 不同脫附劑對實驗脫附效果的影響用含 80%無水乙醇的水溶液作為解吸液，在 1 mL/min 流速下將吸附飽和脂進(jìn)行解吸，實驗結(jié)果如圖 4.6。NDA-150 樹脂對 NMA 的解吸率為 84 %，了 NDA-150 樹脂對 NMA 有較好去除效果。0 500 1000 1500 2000 2500-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0吸附脫附t (min)附吸Ct/Co-5051015202530354045附脫Ct/C0
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X788

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2547181