新型吸附型酚醛树脂有哪些?

来源:江苏化工网     发自:2018-08-07 10:00


吸附树脂是指一类多孔性、高度交联的高分子共聚物,这类高分子材料含有某种特定分子或离子,具有选择性亲和作用、较大的比表面积和适当的孔径、较大的吸附容量等特点和性能,被广泛用于天然产物提取分离,以及工业废水的治理和环境保护等领域。吸附树脂根据极性大小可以分为非极性、中极性、极性3类。含酚羟基的吸附树脂属于极性吸附树脂,对金属离子、有机物,如碱性染料、生物碱等有着良好的吸附能力。本文阐述了苯酚及衍生物和植物多酚(单宁、木质素、漆酚)为原料制备的酚醛型吸附树脂研究与应用进展。

基于苯酚及衍生物的吸附树脂

苯酚及衍生物和醛类化合物在催化剂作用下可以发生缩聚反应,由其合成的酚醛吸附树脂已广泛应用于水处理、医药工业、食品工业等领域。苯酚和甲醛在酸催化下合成了酚醛树脂,该树脂对碱金属离子Rb+、Cs+的吸附选择性较高,具有较好的分离与富集作用。酚醛吸附树脂不仅对金属离子有较强的络合作用,还对有氢键受体的有机物具有较强的吸附能力。研究人员以苯酚为原料,多聚甲醛为交联剂,在致孔剂和酸性催化条件下通过反相悬浮聚合法合成酚醛树脂,该树脂在水体系中对苯胺、N-甲基苯胺、N,N-甲基苯胺的吸附量分别为93.54mg/g、71.84mg/g、169.20mg/g。另有研究人员在水溶液中使茶碱分子与苯酚预先通过氢键自组装,采用反相悬浮缩聚法,与甲醛溶液进行交联,合成了茶碱分子模板酚醛吸附树脂,对茶碱的吸附量达184μmol/g。

基于单宁的吸附树脂

植物单宁又称植物多酚,是一类天然多酚化合物,按照化学结构特征可将单宁分为水解单宁和缩合单宁。缩合单宁的A 环多为间苯二酚的结构,其C-6和C-8位点具有很强的亲核性,可以与醛类发生酚醛缩合反应制备单宁酚醛树脂。单宁酚醛树脂对金属离子具有优良的络合作用,研究人员以从尼罗相思树叶中提取的单宁与甲醛交联合成单宁基酚醛树脂,该树脂对Ni(Ⅱ)的最大吸附量为250mg/g。单宁酚醛树脂可以成为一种固定化酶的载体,也可以吸附一些含有氢键受体的有机物。研究者以单宁酸为原料、甲醛为交联剂,采用反相悬浮聚合法制备单宁微球,再用戊二醛固定α-淀粉酶淀粉酶,单宁微球对α-淀粉酶的固定率达96.99%。

基于木质素的吸附树脂

木质素是产量仅次于纤维素的天然高分子物质,木质素结构单元是苯丙烷,主要包含愈疮木基丙烷、紫丁香木基丙烷、对羟基丙烷3种类型,分子结构中存在酚羟基。所以,木质素本身是一种天然无定形交联的多酚型树脂,可用于重金属离子的吸附。研究发现用氢氧化钠处理后的造纸黑液木质素对铅(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、镉(Ⅱ)、锌(Ⅱ)和镍(Ⅱ)二价重金属离子均有吸附作用。木质素对金属离子吸附能力的大小主要取决于网络结构的酚羟基含量。因此,对木质素进行酚化改性,可以增加木质素的酚羟基含量,提高木质素对金属离子的吸附能力。有研究人员从芦苇中提取碱木质素,用苯酚进行改性,得到的酚化木质素对Pb2+ 、Cd2+ 、Cr3+有较好的吸附效果。另有研究人员先将从柏松中提取的木质素与邻苯二酚进行改性,得到木质素-邻苯二酚聚合物,再与甲醛交联,得到木质素酚醛树脂,该树脂对金属离子有较好的吸附效果,特别是对Pb2+吸附效果最佳,吸附量达1.79mol/kg。

基于漆酚的吸附树脂

漆酚是天然涂料生漆的主要成分,是邻苯二酚的衍生物,环上有两个互成邻位的酚羟基活性基团,可以发生酚醛反应。有研究人员以漆酚、甲醛为原料,利用悬浮缩聚的方法合成漆酚缩甲醛聚合物微球,该微球对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量分别为21.9mg/g、21.3mg/g、7.1mg/g。另有研究人员制备的漆酚缩甲醛多孔微球对乙二胺和二乙烯三胺具有较好的吸附作用,吸附量分别为320.9mg/g和220.2mg/g,该微球对氯仿和四氯化碳也有吸附作用,吸附量分别为248.1mg/g 和119.7mg/g。漆酚的分子结构侧链也具有多个反应活性基团,可将更多的小分子功能基团接枝到漆酚树脂上,增强漆酚树脂对金属离子等物质的吸附能力。另有研究人员以漆酚和水杨酸在温和条件下催化聚合的方法合成漆酚-水杨酸接枝树脂,该树脂对Ag+的饱和吸附量为673mg/g,能用于金属离子的分离与富集。                                          

关键词: 酚醛树脂
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