Preparação de microesferas compostas de poliestireno e estudo do desempenho de adsorção de ácido clorídrico

Rui-ming Xu ,  

Meng-yuan Fan ,  

Wei Liu ,  

Chun-qing Zhan ,  

Hua-wei Tang ,  

Zhong-fu Zhao ,  

摘要

Para desenvolver materiais de adsorção de alta performance resistentes a ácidos, este estudo projetou e sintetizou uma série de copolímeros em bloco de brometo de poli(estireno-b-butadieno) (BMPSB), que foram copolimerizados com estireno por polimerização por suspensão para preparar microesferas compostas de poliestireno quaternizado (PS@BMPSB). Três tipos diferentes de poli(estireno-b-butadieno) com diferentes comprimentos de bloco de butadieno (PSB-50, PSB-60, PSB-70) foram sintetizados por polimerização aniônica ativa, e após bromação com tetran-butiltribrómino de amônio foram obtidos BMPSB-50, BMPSB-60, BMPSB-70. Estudou-se o efeito do tipo e da quantidade de BMPSB na morfologia das microesferas compostas, distribuição do tamanho das partículas e enriquecimento dos grupos funcionais superficiais. Os resultados experimentais mostraram que quanto maior o conteúdo do segmento de polibutadieno no PS@BMPSB, menor o tamanho das microesferas; quando a quantidade de BMPSB-50 foi de 30% em peso, o conteúdo superficial de bromo das microesferas foi o mais alto, atingindo 9,72%, com diâmetro de partícula de 205,14 μm e boa dispersividade. O estudo do desempenho de adsorção indicou que o processo de adsorção estática para ácido clorídrico alcançou o equilíbrio em 6 minutos, de acordo com o modelo cinético de pseudo segunda ordem e o modelo isotérmico de Langmuir, com capacidade máxima de adsorção de 46,84 mmol/g. Em experimentos de adsorção dinâmica, o volume de ruptura foi de 0,6 BV (ou seja, 30 mL); a concentração de ácido alta no início da eluente permitiu recuperação direta, e após 10 ciclos de uso, a capacidade de troca das microesferas manteve-se acima de 80% do valor inicial, demonstrando excelente estabilidade de regeneração. Este estudo fornece novos materiais de adsorção eficientes para o método de inibição ácida e uma base experimental para o design estrutural de microesferas funcionalizadas de poliestireno.

关键词

microesferas de poliestireno; copolímeros em bloco; quaternização; bromação; inibição ácida

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