摘 要

水污染已经成为十分严峻的问题。水中的有机溶剂、有机染料已经成为主要的污染物。目前，没有吸附材料可以有效地去除这些污染物。有机微孔聚合物是一类具有较大的比表面积，而且属于环境友好材料，对有机物的吸附能力好，可以重复利用，由于本身的密度小，质量轻便于运输，成本低，适合大量生产。

本论文以泡沫塑料为原料，二甲氧基甲烷为交联剂，FeCl₃催化下制备微孔聚合物。对其进行了红外光谱、SEM扫描以及孔结构表征，并研究pH、吸附时间、染料浓度对罗丹明吸附量的影响。其中，HC-foam-0.8的比表面积高达1294 m²/g。在常温下对罗丹明的最大吸附量达到1574 mg/g。

关键词：超交联聚合物 疏水性 比表面积

Recovery of polystyrene foam plastics and its application in water treatment

Abstract

Water pollution has become a very serious problem. The organic solvent and organic dyes have become a major pollutant in water. Currently, no adsorbent material can effectively remove these pollutants. Organic microporous polymers are a class has a larger surface area, but also belong to environment-friendly materials, organic adsorption capacity, and can be reused, due to the small density itself, the quality of light in transportation, low cost, suitable for mass production.

In this paper, foam as raw material, FDA as crosslinking agent under FeCl₃ as the catalyst synthesize microporous polymer. IR, SEM scanning and pore structure characterize HC-foam-0.8 and discuss of pH, the adsorption of time, the concentration of rhodamine dye adsorption amount. An HC-foam-0.8 specific surface area reaches 1294 m²/g. At room temperature, the maximum amount of adsorption of rhodamine reached 1574 mg/g.

Keywords: Hyper cross-linked polymers; Hydrophobic property; Specific surface area

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 水处理的研究目的及进展 1

1.2 吸附材料 2

1.2.1 石墨烯 2

1.2.2 活性炭 3

1.2.3 沸石 4

1.2.4 金属-有机骨架材料（Metal organic framework） 4

1.2.5 微孔有机聚合物 5

1.3 本论文研究目的及主要研究内容 7

第二章 实验部分 8

2.1 实验试剂 8

2.2 实验仪器与设备 8

2.3 实验步骤 8

2.3.1 HC-foam-0.6合成 8

2.3.2 HC-foam-0.8合成 9

2.3.2 HC-foam-1合成 9

2.4 实验原理 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 HC-foam-0.8表征 10

3.1.1 HC-foam-0.8的IR表征 10

3.1.2 HC-foam-0.8扫描电镜图 11

3.2 HC-foam-0.8吸附分析 11

3.2.1 有机物吸附分析 11

3.2.2 循环再利用分析 12

3.3有机染料吸附表征 12

3.3.1 pH值对有机染料吸附的影响 13

3.3.2 离子浓度对有机染料吸附的影响 14

3.3.3 时间对有机染料吸附的影响 15

第四章 结论 16

参考文献 17

致 谢 19

第一章 绪论

1.1 水处理的研究目的及进展

生活在不断地改进，社会也在发展，水污染已经成为十分严峻的问题。水是人类生存的基础，人类赖以生存的环境之一,水中有机物和有机染料对人体的生存构成的威胁越来越受到人们的关心。在上个世纪70年代中后期,美国率先在“环境法”中规定了129^[1]种优先污染物(其中114种为有机物),并提出了相应的监测方法。我国也于1989年提出了水中优先污染物的名单。名单上68种污染物中,有机物占58种^[2]。污水里面的有机物种类繁多，难以检测单主要有有机农药、多氯联苯、稠环芳香烃（PAHs），如3，4-苯并芘等；杂环化合物，如黄曲霉素等；芳香胺类，如甲、乙苯胺，联苯胺等，酚类化合物就有2000多种，最简单的是苯酚，均为高毒性物质；腈类化合物也有毒性，其中丙烯腈的环境影响最为注目。在工业中，特别是化学工业中，生产产品的过程中伴随中大量的有机物和有机染料排放到水中，石油管道的泄露，大量的污水排放到江河里，导致水中生物的非正常死亡，因此水中的有机溶剂和有机染料影响着我们的生存环境。

技术比较成熟的处理水污染的方法有很多，如有化学沉淀法、离子交换法、氧化还原法、膜过滤法、光催化降解法等方法。

化学沉淀法^[3]是最常用的，能够沉淀出大量的污染物，操作简单，有着成熟的工艺，可以一次性处理大批量的污水。但消耗的絮凝剂比较多，同时会伴随着较难处理的残渣存留，而对于污水中易溶性的染料处理效果较差。

离子交换法^[4]只需要花费少量的资金购买设备，每次更换树脂的时候并不需要太多的资金。但是树脂的再生周期太短，污水的处理效果不是太理想，试剂的使用量过多，容易引入新的污染，同时会带来再生废水的问题。

氧化还原法^[5]操作简单、运行方便、效果稳定，处理后能让污泥性沉淀在一起不易分散，而且处理后不需要再进行污泥消化处理。出水水质较差，需要消耗酸碱，有二次污染，且不能再生。