树脂基多巴胺高效除银及纳米银催化对硝基苯酚特性研究

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银作为活泼贵金属在地球上储量有限,用途广泛,电子工业、摄影等行业产生的含银废水对生态环境造成危害。对氨基苯酚化学性质活泼,是很多有机物的中间体,在很多行业得到广泛应用,例如在医药、橡胶、染料等行业行业。工业上用催化还原法制备对氨基苯酚,常用贵金属催化剂虽然具有绿色、高效的特点,但是价格昂贵,不利于广泛使用。本文利用多巴胺的胶黏性和还原性以及D001树脂的靶向传质特性将废液中银离子吸附-回收制备树脂基多巴胺纳米银复合材料,并对复合材料催化还原对硝基苯酚制备对氨基苯酚的性能进行研究。本文用大孔阳离子交换树脂做母体,在母体树脂表面负载聚多巴胺(PDA)涂层,进行表面改性,提高树脂母体对银离子的选择吸附性能。通过TEM、SEM、EDS、XRD等表征手段证明催化剂以球形存在,银元素仅以零价银存在,通过FTIR、XPS表征手段研究树脂基聚多巴胺涂层吸附银离子的反应机理,聚多巴胺强酸条件不利于载体吸附银离子,溶液最佳pH在4-6之间,在竞争离子Na+、Ca2+、Mg2+浓度是Ag+溶度64倍时,载体对银离子的吸附效率仍能在75%以上,银离子吸附反应吸热,升高温度有利于增加树脂基聚多巴胺涂层对银离子的吸附量,在室温下对银离子的饱和吸附量为130mg/g。复合材料树脂基多巴胺纳米银中纳米银粒径小且比表面积大,活性位点丰富,从UV-vis硝基苯酚的催化还原过程图谱可以看出,加入硼氢化钠到反应结束有400nm和317nm两个最大吸收峰,没有其他杂峰,对硝基苯酚完全转化为对氨基苯酚,催化还原对硝基苯酚在25min内达到饱和,对硝基苯酚反应为一级反应,效率在93%以上,升高温度不利于纳米银对4-硝基苯酚的催化还原。复合材料经回收洗脱后能够以大于90%的效率回收再利用5次,催化剂稳定性能良好,对于其他硝基苯类有机物也有一定的催化还原能力。
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