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1、从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第八章第八章 吸附性高分子材料吸附性高分子材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。沙漠绿化石油泄漏尿不湿从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。本章内容本章内容 8.1 吸附性高分子材料概述吸附性高分子材料概述8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂8.3 高分
2、子螯合树脂高分子螯合树脂8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料8.5 高高吸水性吸水性高分子材料高分子材料8.5 天然有机天然有机吸附剂简介吸附剂简介从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一、吸附性高分子材料的定义和分类一、吸附性高分子材料的定义和分类定义:对某些特定离子或分子有选择性亲和作用，使两者之间发生暂时或永久性结合，进而发挥各种功效的材料。8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些
3、年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。p 结构和属性：结构和属性：无机（分子筛、硅胶、氧化铝、活性炭）有机（聚苯乙烯、葡聚糖凝胶、纤维素）一、吸附性高分子材料的定义和分类一、吸附性高分子材料的定义和分类分类：分类：分子筛硅胶氧化铝活性炭8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。p 结构和属性：结构和属性：无机（分子筛、硅胶、氧化铝、活性炭）有机（聚苯乙烯、葡聚糖凝胶、纤维素）p 材料来源：材料来源：天然（硅藻土、甲壳质、纤维素）合成（离子交换
4、树脂、高分子螯合剂等）p 结构和性质：结构和性质：非离子型吸水性型金属阳离子配位型离子型一、吸附性高分子材料的定义和分类一、吸附性高分子材料的定义和分类分类：分类：p 内部结构和外观：内部结构和外观：微孔型 大孔型 米花状 交联大网状8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。根据分子分子结构结构和性质性质可以划分为：（1 1）非非离离子子型型吸吸附附树树脂脂 这种树脂中不含有特殊的离子和官能团，吸附主要依靠分子间的范德华力范德华力。（2 2）吸吸水水性
5、性高高分分子子吸吸附附剂剂 具有亲水性网状分子结构，并可以被水以较大倍数溶胀，因此具有较大吸收较大吸收和保持水分保持水分的能力。一、吸附性高分子材料的定义和分类一、吸附性高分子材料的定义和分类8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（3 3）金金属属阳阳离离子子配配位位型型吸吸附附剂剂 骨架上带有配位原子或者配位基团，能够对特定金属离子进行络合反应，两者间生成配位键配位键而结合，因此对多种过滤金属有吸附和富集作用对多种过滤金属有吸附和富集作用。（4
6、4）离离子子型型吸吸附附树树脂脂 骨架中含有某些酸性或者碱性基团，在溶液中解离后分别具有与阳离子或阴离子相互以静静电电引力生成盐引力生成盐而结合的趋势。一、吸附性高分子材料的定义和分类一、吸附性高分子材料的定义和分类8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。根据其根据其内部结构内部结构和和外观形态外观形态主要分为以下四大类：主要分为以下四大类：（1 1）微孔型吸附树脂）微孔型吸附树脂 该树脂外观呈颗颗粒粒状状，在干燥状态下树脂内的微孔很小，也很少，因此
7、作为吸附剂使使用用时时必必须须用用一一定定溶溶剂剂进进行行溶溶胀胀，溶胀后树脂的三维网状结构被扩展，内部空间被溶剂填充形成凝凝胶胶，因此也称为凝胶型吸附树脂凝胶型吸附树脂。一般用悬浮聚合法悬浮聚合法制备。一、吸附性高分子材料的定义和分类一、吸附性高分子材料的定义和分类8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（2）大孔型吸附树脂大孔型吸附树脂 其在干干燥燥状态时树脂内部就有较高的孔隙率和较大的孔径，这种吸附树脂不仅可以在溶溶胀胀状状态态下下使使用用，而
8、而且且在在干燥下也能使用。干燥下也能使用。悬悬浮浮聚聚合合法法制制备备。与微孔型树脂的区别是：在聚合过程中加入更多的交联剂，同时加入一定量的能溶解单体的惰性溶剂作为单体稀释剂。一、吸附性高分子材料的定义和分类一、吸附性高分子材料的定义和分类8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（3）米花型吸附树脂米花型吸附树脂 外观形状为白色不透明颗粒，由于类似膨化的米花而得名。这种树脂具有多孔性、不溶解性和较低的体积密度，特别是这种树脂在大多数溶剂中不溶解、不溶
9、胀，因此只能在非溶胀条件下使用在非溶胀条件下使用。本体聚合本体聚合法法制备，交联剂的加入量为0.1-0.5%之间。一、吸附性高分子材料的定义和分类一、吸附性高分子材料的定义和分类8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（4 4）交联大网状吸附树脂交联大网状吸附树脂 三维交联的网状聚合物，主要是在线型聚合物的基础上，加入交联剂进行交联反应制备的。这树脂的主要缺缺点点是机械稳定性差，使用受到一定限制。一、吸附性高分子材料的定义和分类一、吸附性高分子材料的
10、定义和分类8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二、吸附性高分子材料的结构及制备方法二、吸附性高分子材料的结构及制备方法吸附性高分子材料的结构特征：吸附性高分子材料的结构特征：p 特定的官能团特定的官能团p 三维状态结构三维状态结构p 颗粒状颗粒状+多孔结构多孔结构8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。
11、二、吸附性高分子材料的结构及制备方法二、吸附性高分子材料的结构及制备方法制备方法制备方法:吸附性高分子材料主要是由单体和交联剂通过共聚反应合成，形成具有一定交联度的三维网状聚合物。为获得规则颗粒状吸附树脂，多选择悬浮聚合和乳液聚合工艺。8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.化学组成与功能基团化学组成与功能基团（1 1）元素组成的影响：）元素组成的影响：如聚合物分子中的配位原子，便具有潜在的络合能力，有可能作为高分子螯合剂。（2 2）功能基团的影
12、响：）功能基团的影响：如聚合物链上连接强酸性基团，解离后的高分子酸根能够与阳离子结合成盐，具有阳离子交换和吸附能力；反之，连接季铵基团，可以与阴离子结合，具有阴离子交换能力。（3 3）分子极性的影响：）分子极性的影响：如非极性树脂适合于从极性溶剂中吸附非极性有机物，反之极性树脂适合于从非极性溶剂中吸附极性有机物。三、聚合物化学结构与吸附性能之间的关系三、聚合物化学结构与吸附性能之间的关系8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.聚合物的链结构和超分
13、子结构聚合物的链结构和超分子结构 链结构（主链、支链、交联）和超分子结构影响聚合物分子间的作用力，从而影响聚合物的溶解度、机械性能。3.吸附树脂的宏观结构吸附树脂的宏观结构 宏观结构主要影响吸附剂的吸附量、机械强度和吸附速度等性能。三、聚合物化学结构与吸附性能之间的关系三、聚合物化学结构与吸附性能之间的关系8.1 吸附性高分子材料吸附性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.温度因素：温度因素：对大多数物质面言，在高温下分子的活动能力对大多数物质面言，在高温下分子的活动能力增
14、强，因此吸附剂的增强，因此吸附剂的吸附量和吸附力吸附量和吸附力与与温度成反比温度成反比。利用这。利用这一性质，可以通过加热来一性质，可以通过加热来脱除脱除被吸附物质，使高分子吸附剂被吸附物质，使高分子吸附剂获得获得再生再生。2.树脂周围介质的影响：树脂周围介质的影响：这里的介质是除了被吸附物质之外，这里的介质是除了被吸附物质之外，存在于吸附周围的大量其他不应被吸附的物质，其中主要是存在于吸附周围的大量其他不应被吸附的物质，其中主要是一些液体溶剂和气体物质。一些液体溶剂和气体物质。3.其他影响因素其他影响因素四、影响吸附树脂性能的外部因素四、影响吸附树脂性能的外部因素8.1 吸附性高分子材料吸附
15、性高分子材料概述概述从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。非非离离子子型型吸吸附附树树脂脂：指指在在分分子子结结构构中中不不包包含含离离子子性性基基团团，主主要要依依靠靠分分子子间间范范德德华华力力进进行行吸吸附附的的分分子子树树脂。脂。主主要要用用于于色色谱谱分分离离中中作作为为担担体体和和固固定定相相，以以及及环环境境保保护护中中作作为为污污染染物物富富集集材材料料、动动植植物物中中有有效效成成分的分的分离提取分离提取和和纯化纯化过程。过程。8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂从使用情况
16、来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。按按聚合物骨架聚合物骨架，对以下几种吸附树脂作简要说明：，对以下几种吸附树脂作简要说明：p 聚苯乙烯聚苯乙烯-二乙烯苯交联吸附树脂二乙烯苯交联吸附树脂包包括括苯苯乙乙烯烯均均聚聚物物和和以以苯苯乙乙烯烯为为主主要要成成分分的的共共聚聚物物。这这种种树树脂脂具具有有硅硅胶胶、活活性性炭炭、沸沸石石等等无无机机吸吸附附材材料料的的多多孔孔性性和和表表面面吸吸附附性性，连连同同其其他他合合成成多多孔性非离子树脂一起，被统称为合成吸附剂。孔性非离子树脂一起，被统称为合成吸附剂
17、。p 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯-双甲基丙烯酸乙二酯交联体吸附树脂双甲基丙烯酸乙二酯交联体吸附树脂该分子中含有酯键，是中极性吸附剂，经过结构改造引入羟基性基团的该分子中含有酯键，是中极性吸附剂，经过结构改造引入羟基性基团的该类树脂也可作为强极性吸附剂。该类树脂也可作为强极性吸附剂。p 其他类型的高分子吸附树脂其他类型的高分子吸附树脂 8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。优点：优点：80%以上吸附树脂为聚苯乙烯型以上吸附树脂为聚苯乙烯型 最早工业化最
18、早工业化 苯环邻对位具有活性，便于改性苯环邻对位具有活性，便于改性缺点：缺点：机械强度不高机械强度不高 抗冲击性和耐热性较差抗冲击性和耐热性较差 一、聚苯乙烯一、聚苯乙烯-二乙烯苯型吸附树脂二乙烯苯型吸附树脂结构特点与性质结构特点与性质 8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（1 1）树脂的微观结构）树脂的微观结构 在在水水溶溶液液中中用用悬悬浮浮聚聚合合法法制制备备得得到到的的聚聚苯苯乙乙烯烯型型吸吸附附树树脂脂外外观观多多数数是是白白色色或或浅浅黄黄色
19、色球球状状颗颗粒粒。主主要要有有微微孔孔型型和和大大孔型孔型两种。两种。（2 2）树脂的宏观结构）树脂的宏观结构 衡量吸附树脂性能和区分其应用领域的重要参数。衡量吸附树脂性能和区分其应用领域的重要参数。一、聚苯乙烯一、聚苯乙烯-二乙烯苯型吸附树脂二乙烯苯型吸附树脂结构特点与性质结构特点与性质 8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（3 3）树脂的极性特征）树脂的极性特征 未未经经结结构构改改造造的的吸吸附附树树脂脂为为非非极极性性吸吸附附剂剂，主主要要用用
20、于于水水溶溶液液或或空空气气中中有有机机成成分分的的吸吸附附和和富富集集，其其吸吸附附机机理理是是通通过过被被吸吸附附物物质质的的疏疏水水基基与与吸吸附附剂剂的的疏疏水水表表面面相相互互作作用用产产生生吸附。吸附。一、聚苯乙烯一、聚苯乙烯-二乙烯苯型吸附树脂二乙烯苯型吸附树脂结构特点与性质结构特点与性质 8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（4 4）被吸附物质的脱吸附）被吸附物质的脱吸附 有热脱附法和溶剂脱附法。（5 5）吸附介质的溶胀剂和作用介质）吸附
21、介质的溶胀剂和作用介质 常用的溶胀剂为甲苯等芳香性结构的溶剂。非溶胀多为低级醇或非极性的脂肪烃。一、聚苯乙烯一、聚苯乙烯-二乙烯苯型吸附树脂二乙烯苯型吸附树脂结构特点与性质结构特点与性质 8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。合成通常分为两个步骤合成通常分为两个步骤：一一：通通过过自自由由基基聚聚合合反反应应制制备备苯苯乙乙烯烯和和二二乙乙烯烯苯苯（DVB）的的共共聚聚物物球球粒粒，在在这这一一步步骤骤中中要要注注意意控控制制共共聚聚物物结结构构的的均均匀
22、匀性性，控控制制球球粒粒粒粒径径的的大大小小，大大孔孔树树脂脂的的形形成成也也是是在在这这一一步骤完成的；步骤完成的；P283二二：向向共共聚聚物物球球粒粒上上引引入入可可离离子子化化的的功功能能基基团团，包包括括阳阳离离子子和和阴阴离离子子，在在功功能能基基的的引引入入过过程程中中要要注注意意保保证证高高分分子子载载体的稳定性和功能基分布的均匀性。体的稳定性和功能基分布的均匀性。一、聚苯乙烯一、聚苯乙烯-二乙烯苯型吸附树脂二乙烯苯型吸附树脂合成合成 8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工
23、程施工中已很少使用，在此不再说明。丙烯酸系离子交换树脂的合成丙烯酸系离子交换树脂的合成 P285特点：特点：该分子中含有酯键，是中极性吸附剂，经过结构改该分子中含有酯键，是中极性吸附剂，经过结构改造引入羟基性基团的该类树脂也可作为强极性吸附剂。造引入羟基性基团的该类树脂也可作为强极性吸附剂。丙烯酸或丙烯酸酯与二乙烯苯共聚也可以得到阳树丙烯酸或丙烯酸酯与二乙烯苯共聚也可以得到阳树脂或阴树脂，与苯乙烯系树脂相比，它的亲水性高，耐脂或阴树脂，与苯乙烯系树脂相比，它的亲水性高，耐有机污染性好，但其耐氧化性差。有机污染性好，但其耐氧化性差。二、聚甲基丙烯酸二、聚甲基丙烯酸-双甲基丙烯酸乙二酯交联体吸双甲
24、基丙烯酸乙二酯交联体吸附树脂附树脂 8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。聚聚乙乙烯烯醇醇、聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺、聚聚酰酰胺胺、聚聚乙乙烯烯亚亚胺胺、纤纤维维素素衍衍生生物物等等高高分分子子材材料料也也常常作作为为吸吸附附性性树树脂使用。脂使用。三、三、聚其他类型的高分子吸附树脂其他类型的高分子吸附树脂 8.2 非离子型吸附树脂非离子型吸附树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已
25、很少使用，在此不再说明。螯合树脂螯合树脂：分离重金属、贵金属应运而生的树脂。将一些能分离重金属、贵金属络合物以功能基团的形式连接到高分子链上，就得到螯合树脂。分类：分类：按来源：合成型和天然型（如纤维素、海藻酸、甲壳素）按结构：侧链型和主链型 8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。螯合树脂的吸附机理螯合树脂的吸附机理螯螯合合树树脂脂吸吸附附金金属属离离子子的的机机理理是是树树脂脂上上的的功功能能原原子子与与金金属属离离子子发发生生配配位位反反应应，形形成成类类
26、似似小小分分子子螯螯合合物物的的稳稳定定结结构构，而而离离子子交交换换树树脂脂吸吸附附的的机机理理是是静静电电作作用用。因因此此，与与离离子子交交换换树树脂脂相相比比，螯螯合合树树脂脂与与金金属属离离子子的的结结合合力力更更强强，选选择择性性也也更更高高，可可广广泛泛应应用用于于各各种种金金属属离离子子的的回回收收分分离离、氨基酸的拆分以及湿法冶金、公害防治等方面。氨基酸的拆分以及湿法冶金、公害防治等方面。8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。主要配位原子和含
27、有这些原子的配位基团 8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一、氧为配位原子的螯合树脂一、氧为配位原子的螯合树脂1.含羟基螯合树脂含羟基螯合树脂 聚聚乙乙烯烯醇醇能能与与Cu2+、Ni2+、Co3+、Co2+、Fe3+、Mn2+、Ti3+、Zn2+等等多多种种离离子子形形成成高高分分子子螯螯合合物物，其其中中二二价价铜铜的的螯螯合物最稳定。合物最稳定。8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开
28、式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。伸长收缩螯合物由于螯合过螯合物由于螯合过程有大量质子释放，程有大量质子释放，因此溶液体系的因此溶液体系的pHpH值会有较大幅度下值会有较大幅度下降，原来中性溶液降，原来中性溶液会呈现酸性，其次会呈现酸性，其次分子内络合物的形分子内络合物的形成会使溶液体系比成会使溶液体系比粘度大幅度下降粘度大幅度下降，这是由于聚合物链这是由于聚合物链在形成螯合物时发在形成螯合物时发生收缩所致。生收缩所致。8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工
29、中已很少使用，在此不再说明。2.含含-二酮二酮螯合树脂螯合树脂 -二酮结构是指两个羰基之间间隔一个饱和碳原子的化学结构，其中羰基氧作为配位原子。可以由甲基丙烯酰丙酮单体聚合而成，也可以与苯乙烯或者甲基丙烯酸甲酯共聚生成。该螯合树脂可以与二价铜离子络合，用于铜离子的吸附富集，此外生成的络合物还可以作为催化剂催化过氧化氢分解反应，其催化活性高于小分子乙酰丙酮螯合树脂。一、氧为配位原子的螯合树脂一、氧为配位原子的螯合树脂 8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.含
30、羧酸型螯合树脂含羧酸型螯合树脂羧基（-COOH）中含有两种氧原子，一个处在羟基上，另外一个处在羧基上，两种氧原子在配位反应时作用不同，羟基氧往往以氧负离子形式参与配位。含有羧基的高分子螯合树脂最常见的有聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸和聚顺丁烯二酸等。聚甲基丙烯酸与二价阳离子络合时其络合物的生成常数按Fe2+Cu2+Cd2+Zn2+Ni2+Co2+Mg2+顺序递减。聚丙烯酸也有类似的顺序。一、氧为配位原子的螯合树脂一、氧为配位原子的螯合树脂 8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此
31、不再说明。4.冠醚型螯合树脂冠醚型螯合树脂冠醚是含有氧配位原子的大环化合物，是目前非常引入注目的配位结构。冠醚最显著的特征是可以络合碱金属和碱土金属离子，而这些离子往往是非常难以被其他类型的络合剂络合的。冠醚环多由12-30个原子连接构成，配位氧原子分别为4-10个，适用于不同金属离子的配位数。一、氧为配位原子的螯合树脂一、氧为配位原子的螯合树脂 8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二、氮为配位原子的螯合树脂二、氮为配位原子的螯合树脂1.含有氨基的螯合树脂含
32、有氨基的螯合树脂螯合树脂的胺基可为螯合树脂的胺基可为脂肪胺和芳香胺脂肪胺和芳香胺。带。带聚乙烯骨架聚乙烯骨架的脂的脂肪胺可由肪胺可由乙酰胺基乙烯乙酰胺基乙烯通过聚合、水解等反应过程制备，通过聚合、水解等反应过程制备，或通过采用苯二甲酰保护氨基，然后与其他单体进行共聚或通过采用苯二甲酰保护氨基，然后与其他单体进行共聚反应，得到的酯型树脂水解放出胺基。反应，得到的酯型树脂水解放出胺基。8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。由于饱和碳链的柔软性好，脂肪胺型在空间取向
33、和占位由于饱和碳链的柔软性好，脂肪胺型在空间取向和占位方面具有优势，适用于碱金属和碱土金属离子外的多种方面具有优势，适用于碱金属和碱土金属离子外的多种金属离子的吸附和富集，如对海水中重金属离子的富集金属离子的吸附和富集，如对海水中重金属离子的富集和分析。和分析。脂肪胺型螯合树脂脂肪胺型螯合树脂的制备方法为：的制备方法为：8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。芳芳香香胺胺型型螯螯合合树树脂脂可可以以通通过过对对氯氯苯苯乙乙烯烯的的格格氏氏反反应应制制备备，然然后
34、后与与N N，N-N-二二取取代代甲甲胺胺基基正正丁丁基基醚醚反反应应，得得到到芳芳香香胺胺基基。下下图为芳香胺基螯合树脂的合成路线：图为芳香胺基螯合树脂的合成路线：以以聚聚对对氯氯甲甲基基苯苯乙乙烯烯为为原原料料与与2-氯氯乙乙胺胺反反应应还还可可以以制制备备另另外外一一种种多多氨氨基基型型螯螯合合树树脂脂，这这种种螯螯合合剂剂具具有有较较高高的的螯螯合合能能力力。对对金金、汞汞、铜铜、镍镍、锌锌和和锰锰等等金金属属离离子子有有较较强强络络合合作作用用，其其中对金、汞、铜的选择性最高。中对金、汞、铜的选择性最高。8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式
35、盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.含有肟结构的螯合树脂含有肟结构的螯合树脂肟类化合物能与金属镍（Ni）形成络合物。在树脂骨架中引入二肟基团形成肟类螫合树脂，对Ni等金属有特殊的吸附性。肟类螫合树脂的制备方法如下：肟基近旁带有酮基、酮基、胺基、羟基胺基、羟基时，可提高肟基的络合能力因此，肟类螫合树脂常以酮肟、酚酮肟、酚肟、胺肟肟、胺肟等形式出现，吸附性能优于单纯的肟类树脂。二、氮为配位原子的螯合树脂二、氮为配位原子的螯合树脂 8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞
36、开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。当在同一个碳原子上同时含有肟基和氨基时，称这种结构为偕氨肟基。具有这种结构的聚合物一般都具有较强的螯合能力。以聚苯乙烯为原料可以通过取代反应得到双腈基树脂；腈基与羟氨反应后引入这种偕氨肟基，构成螯合树脂，其合成路线如下:8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.席夫碱类高分子螯合树脂席夫碱类高分子螯合树脂主链型席夫碱树脂含有两个相隔两个碳原子和-N=CH-基团和两个邻位羟基。二、氮为配位原子的螯
37、合树脂二、氮为配位原子的螯合树脂侧链上具有席夫碱结构的螯合树脂，其骨架多为聚乙烯型。8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。4.高分子偶氮型螯合树脂（略）高分子偶氮型螯合树脂（略）5.含有氮杂环结构的螯合树脂（略）含有氮杂环结构的螯合树脂（略）8.3 高分子高分子螯合树脂螯合树脂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料
38、Q1:去除水介质中的金属阳离子可以用高分子螯合剂吗？Q2:去除水介质中的阴离子可以用高分子螯合剂吗？从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。离子型吸附树脂离子型吸附树脂一种在聚合物骨架上含有离子交换基团的功能高分子材料。在作为吸附剂使用时，骨架上所带离子基团可以与不同反离子通过静电引力发生作用，从而吸附环境中的各种反离子。高分子螯合剂的作用机理？8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程
39、施工中已很少使用，在此不再说明。一、离子型吸附树脂的结构和特点一、离子型吸附树脂的结构和特点结构特征：结构特征：p 高分子骨架（适度交联）高分子骨架（适度交联）p 离子基团离子基团常用的聚合物骨架为聚苯乙烯、聚丙烯酸衍生物、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯基吡啶、脲缩醛、聚氯乙烯等1)担载离子基团2)为离子交换提供空间和动力学条件作用阳离子交换树脂的示意图阳离子交换树脂的示意图 阳离子型和阴离子型 8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。离子型吸附树脂的交
40、换反应离子型吸附树脂的交换反应 8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。凝胶型凝胶型：均相，无孔，溶胀后使用，离子在链间扩散；大孔型：大孔型：非均相，毛细孔，比表面大；分类分类按物理微观结构：按物理微观结构：凝胶型大孔型 8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。强酸型强酸型:P-SO3H弱酸型弱酸型：P-C
41、OOH,P-PO3H2,P-酚基强碱型强碱型：P-NR3OH 弱碱型弱碱型：P-NH2,P-NHR,P-NR2 -P-P-SO3H NR3OH阴离子型阴离子型阳离子型阳离子型分类分类按离子交换基团：按离子交换基团：两性型：两性型：8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。离子型吸附树脂应该满足的基本要求：离子型吸附树脂应该满足的基本要求：p 良好的耐溶剂性质良好的耐溶剂性质p 良好的稳定性良好的稳定性p 良好的力学性能良好的力学性能p 具有一定的离子交
42、换容量具有一定的离子交换容量p 对特定离子应具有选择性吸附能力对特定离子应具有选择性吸附能力p 具有较大的比表面积、适宜的孔径和孔隙率具有较大的比表面积、适宜的孔径和孔隙率 8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。特点：特点：交换与吸附过程可逆，易再生，可重复使用；使用寿命长，经济效益高。8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很
43、少使用，在此不再说明。固定的阴离子交换基，如SO3-反阳离子，如 H+苯乙烯基骨架二乙烯苯架桥水合水Na+阳离子吸附树脂的吸附过程二、阳离子型吸附树脂二、阳离子型吸附树脂 8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（a）阳离子型阳离子型聚苯乙烯交换树脂的制备聚苯乙烯交换树脂的制备苯乙烯+二乙烯苯离子基团？聚苯乙烯母体（白球）悬浮聚合法 8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部
44、敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。聚苯乙烯母体（白球）引入功能基团强酸型阳离子交强酸型阳离子交换树脂换树脂干燥的“白球”用二氯乙烷或四氯乙烷、甲苯等有机溶剂溶胀，然后用浓硫酸或氯磺酸等磺化得“黄球”。常用磺化剂：浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸等。8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。H型阳离子交换树脂：型阳离子交换树脂：含有SO3H交换基团的离子交换树脂，其中H+为可自由活动的离子。由于它们的贮存稳定性不好，且有较强的腐
45、蚀性。Na型阳离子交换树脂：型阳离子交换树脂：常将氢型阳离子交换树脂与NaOH反应而转化为Na型离子交换树脂，有较好的贮存稳定性。8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（b）阳离子型阳离子型聚丙烯酸（酯）交换树脂的制备聚丙烯酸（酯）交换树脂的制备交换基团交换基团弱酸型阳离子交弱酸型阳离子交换树脂换树脂以羧酸基(-COOH)、磷酸基(-PO3H2)、砷酸基(-AsO3H2)等作为离子交换基团，其中大多为聚丙烯酸系骨架，因此可用带有功能基的单体直接聚合
46、而成。8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。致孔剂良溶剂致孔（甲苯、二甲苯、二乙苯等）不良溶剂致孔（庚烷、异辛烷、汽油等）混合溶剂致孔（良溶剂和不良溶剂组成）致孔剂致孔剂通常是一类不参与聚合，能与单体混溶，使交联共聚物溶胀或沉淀的有机溶剂。线型聚合物致孔（线型聚苯乙烯等）8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再
47、说明。三、阴离子型吸附树脂三、阴离子型吸附树脂阴离子吸附树脂的主要结构特征是分子内含有可解离的碱性基团。强碱性（季铵盐）弱碱性（伯胺、仲胺和叔胺）按碱性强弱分类按碱性强弱分类 8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。强碱型阴离子树脂以交联聚苯乙烯为母体，季铵盐基N+X-为交换基团。首先将聚苯乙烯系“白球”进行氯甲基化，然后利用苯环对位上的氯甲基的活泼氯，定量地与各种胺进行胺基化反应。苯环可在路易氏酸如ZnCl2，AlCl3，SnCl4等催化下，与氯甲
48、醚氯甲基化，所得中间产品常称为“氯球”。阴离子型阴离子型聚苯乙烯交换树脂的制备聚苯乙烯交换树脂的制备 8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。“氯球”可十分容易进行胺基化与三甲胺反应导入-N+(CH3)3基团，得到的树脂称强碱I型。与二甲基乙醇胺反应导入-N+(CH3)2CH2CH2OH基团，得到树脂称强碱II型。8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些
49、年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。l 型的碱性很强，对OH离子的亲合力小。当NaOH再生时，效率很低，但其耐氧化性和热稳定性较好。l 型引入了带羟基的烷基，利用羟基吸电子的特性，降低了胺基的碱性，再生效率提高。但其耐氧化性和热稳定性相对较差。由于氯甲基化毒性很大，故树脂的生产过程中的劳动保护是一重大问题。型与型季胺类强碱树脂的性质略有不同。8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。在交联聚苯乙烯母体上导入弱碱基团的方法与导入强碱基团的方法
50、相似。用氯球与伯胺、仲胺或叔胺类化合物进行胺化反应，可得弱碱离子交换树脂。弱碱离子交换树脂 8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。利用羧酸类基团与胺类化合物进行酰胺化反应，可制得含酰胺基团的弱碱型阴离子交换树脂。8.4 离子型高分子吸附材料离子型高分子吸附材料从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。树脂的显微照片凝胶型树脂凝胶型树脂大大孔型樹脂孔型樹脂