纤维素基多酚型氢键吸附树脂的制备及性能研究

基本信息
批准号:31760196
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:彭志远
学科分类:
依托单位:吉首大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:伍建华,申永强,吴道宏,周鹏,袁莉,谢丹丹
关键词:
物理吸附氢键吸附动力学纤维素单宁
结项摘要

Hydrogen bonding adsorption resins have the advantages of large adsorption capacity and high selectivity, which have a wide range of applications in the separation of natural products, biological pharmaceutical, environmental protection and other fields. In this project, cellulose and phenolic resin based on tannin are crosslinked with epoxy chloropropane as crosslinker, and phenolic hydroxyl with hydrogen-bonding donor are introduced into cellulose side chain to prepare the polyphenol hydrogen-bonding adsorption resins based on cellulose.The adsorption capacity and selectivity of adsorption resins will be improved by the design of the network structure of the resin, where the skeletal structure of the resin and the functional group in the network of resin are regulated, and the synergistic effect with a variety of weak interaction is introduced. The adsorption mechanism of adsorption resin is clarified by studying the relationship of microscopic structure and adsorption performance, investigating the thermodynamics and kinetics of adsorption resin for adsorbate, and discussing the hydrogen bonding interaction between adsorption resin and adsorbate. These studies will provide a theoretical basis for the applications of the hydrogen bonding adsorption resins in the field of separation of natural products and the treatment of industrial wastewater. This project provides a new method for the preparation of biomass-based polymer material, which will have positive significance for the development of new biomass-based polymer materials and the realization of high-value utilization of biomass.

氢键吸附树脂具有吸附容量大、选择性高的优点,在天然产物的分离、生物制药和环保等领域具有广泛的应用。本项目以环氧氯丙烷为交联剂将纤维素与单宁基酚醛树脂交联,将具有氢键供体的酚羟基引入纤维素侧链制备纤维素基多酚型氢键吸附树脂。通过对吸附树脂网络结构的设计,调控吸附树脂的骨架结构和功能基团,将多种弱相互作用的协同效应引入吸附树脂结构的设计过程中,提高吸附树脂的吸附选择性及吸附容量。通过研究吸附树脂的微观结构与吸附性能的关系,考察吸附树脂对吸附质的吸附热力学和动力学过程,探讨吸附树脂与吸附质间的氢键作用,阐明吸附树脂的吸附机理,为该类材料在工业废水处理及天然产物分离方面的应用提供理论依据。本项目的研究,提供一种制备生物质基高分子材料的新方法,对于开发新型生物质基高分子材料,实现生物质资源的高值化利用,具有积极意义。

项目摘要

氢键吸附树脂具有吸附容量大、选择性高的优点,在天然产物的分离、生物制药和环保等领域具有广泛的应用。本项目将具有氢键供体的酚羟基引入纤维素侧链制备纤维素基多酚型氢键吸附树脂。以环氧氯丙烷为交联剂将单宁酚醛聚合物固化到纤维素上,制备聚合单宁-纤维素氢键吸附树脂,该树脂对Cd(II)和Cu(II)的最大吸附容量分别达80.11mg/g和55.97mg/g。通过反向悬浮聚合法将单宁酚醛聚合物与纤维素交联制备球形聚合单宁-纤维素氢键吸附树脂,该树脂对亚甲基蓝和盐酸小檗碱的最大吸附容量分别为339.64mg/g和245.92mg/g。单宁经多聚甲醛交联后固化到纤维素上能提高单宁的固化率,增加引入纤维素骨架的有效酚羟基的含量,提高纤维素基树脂的吸附容量。纤维素经高碘酸钠氧化制备醛基纤维素,再通过酚醛反应将单宁固载在醛基纤维素上合成单宁-醛基纤维素氢键树脂,由于没有使用有毒的交联剂,该方法具有环境友好的特征,单宁-醛基纤维素树脂对盐酸小檗碱饱和吸附量可达143.66mg/g。多巴胺接枝改性纤维素,再利用多巴胺的邻苯二酚结构的还原作用将银离子还原成单质银负载在纤维素上制备多巴胺改性纤维素负载纳米复合材料,该材料对硼氢化钠还原对硝基苯酚具有较好的催化效果。本项目的研究,提供制备生物质基高分子材料的新方法,对于开发新型生物质基高分子材料,实现生物质资源的高值化利用,具有积极意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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