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中 南 大 学 研究生学位论文选题报告 （学位论文工作计划） 题目名称： 羟肟酸树脂的制备及在矿山重金属废水处理中的应用 姓 名： 张骞 学 号： 072311104 攻读学位： 工程硕士 学科专业： 化学工艺 学院(系、所)： 化学化工学院 所在教研室 (科研所)： 化工冶金研究所 指导教师： 钟宏 填写日期： 2009.03 （选题报告由研究生填写，原件交研究生助理处） 2009年 03 月 日 一、课题来源、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。（附主要参考文献） 含硫金属矿山在开采过程中，由于空气、水、微生物的作用，生成酸性废水。这些酸性废水不但pH低、酸度大，而且含有大量的有毒、有害重金属[1]。现在普遍采用的工艺是石灰中和法、离子交换、吸附法、生物法和电化学处理技术，由于矿山重金属废水的总量非常巨大，并且其中有价金属的回收有很大的经济价值，生物法和电化学处理处理能力非常有限；石灰中和法不仅在烧制石灰过程中耗费大量煤炭，在中和废水过程中也会产生大量废渣；矿山废水含有大量的悬浮物，易堵塞吸附剂的孔道，使吸附效率降低，并且再生也十分困难；螯合树脂[2, 3]吸附法具有吸附容量大，容易再生利用的特点，容易实现有价金属的回收，是一种很有前途的工艺。 制备一种对重金属离子具有强选择性的树脂，并应用于重金属离子的回收是一件非常有意义的研究课题。羟肟酸对重金属离子具有很强的螯合作用，将羟肟酸基团高分子化，制备成螯合树脂，可以预期对重金属离子具有较强的选择性和较高的吸附容量。 廖国礼，吴超. 资源开发环境重金属污染与控制. 长沙:中南大学出版社，2006:282~288 杨丽梅，李玲，黄松涛，等. 氨基膦酸型螯合树脂对水溶液中Ni2+，Fe2+，Fe3+吸附行为的研究. 稀有金属，2009，33(3):401~405 [] 王帅. 聚酯基硫脲树脂的合成及其对贵金属离子的吸附分离性能：[博士学位论文].长沙：中南大学，2008 [] 符剑刚，钟宏，吴长永，等. 羟胺法合成羟肟酸的研究进展. 广东有色金属学报，2005，15(1):65~69 Agrawal Y K, Kunji P S. Synthesis and dissociation constants of calix(6)arene hydroxamic acids. Iranian Journal of Science Technology, Transaction A,. 2005, 29(A1): 1~8 [6] 钟宏. 一种制备高分子量的含异羟肟酸基团的水溶性聚合物的方法. 中国专利，CN1872885，2006-12-06制备羟肟酸聚合物的合成方法主要有两种：一方面从高分子母体出发，通过高分子化学反应引入羟肟酸基团；另一方面可以从单体经聚合而成侧链上连有羟肟酸结构的聚合物。高分子接枝反应是获取功能高分子最常用的方法，与单体聚合法相比，具有设计思路简单，成本低廉，较容易制备目标功能材料等优点。 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种理想的母体材料，具有如下优点：(1) 酯基含量高，且酯基羟肟化的反应活性较高；(2)价格便宜，易于获得；(3)交联方式和交联度容易控制。本课题希望以悬浮交联共聚法制备了甲基丙烯酸甲酯-二乙烯基苯交联共聚物微球(PMMA-DVB)，并在碱性条件下与羟胺发生肟化反应，合成侧链上含有羟肟酸功能基的新型螯合树脂(PHA)，研究该树脂对Fe3+、Cu2+的吸附性能和选择性，并探讨其吸附机理。 具体研究内容如下： 1. PMMA-DVB和PHA的制备条件探索 研究悬浮聚合温度、反应时间、油水比例、分散剂、交联剂用量及致孔剂等条件对PMMA-DVB产率、结构性能以及溶胀性能的影响；以及羟肟化温度、羟肟化时间、交联度、反应配比等条件对PHA吸附性能的影响，确定最佳的工艺条件。采用红外光谱、元素分析等手段对树脂进行表征；测定树脂的粒度、密度、孔容、溶胀性等基本参数。 2. PHA吸附性能研究 采用静态吸附法研究金属离子初始浓度、吸附时间、温度以及pH对吸附容量的影响，确定最佳吸附条件；研究PHA对Cu-Fe3+二元体系的分离性能，建立了PHA吸附后的再生工艺。采用动态吸附法研究金属离子浓度、溶液流速等因素对PHA穿透曲线的影响。 3.PHA的吸附机理研究 根据吸附实验数据研究PHA的吸附动力学、等温吸附机理和吸附热力学通过吸附前后的红外光谱分析研究PHA对CuFe3+的螯合机理。 4.将PHA应用于实际矿山酸性废水的处理。电子分析天平 FA-2004 上海天平仪器厂 离子交换柱 (ф1cm，50 ml) 句容市诚兴玻璃仪器厂 原子吸收分光光度计 WYX-9003沈