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1、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）12009 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
2、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螯合树脂，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4,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，制备成羟肟酸螯合树
3、脂5, 6，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。1 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，2006:2822882 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):4014053 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，20084 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):65695 Agrawal Y K, Kunji P S. Synthesis an
4、d dissociation constants of calix(6)arene hydroxamic acids. Iranian Journal of Science & Technology, Transaction A,. 2005, 29(A1): 186 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，CN1872885，2006-12-062注：本报告一式两份。第三学期末，交研究生助理.（院、系、所）管理存档。 二、研究内容，拟采取的研究方法、实验过程、预期成果。3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
5、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
6、机理。具体研究内容如下：具体研究内容如下：1. PMMA-DVB 和和 PHA 的制的制备备条件探索条件探索 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 Cu2+-Fe3+二元体系的
7、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，并通过吸附前后的红外光谱分析研究 PHA 对 Cu2+和 Fe3+的螯合机理。4.将将 PHA 应应用于用于实际矿实际矿山酸性山酸性废废水的水的处处理。理。三、已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件（包括在哪个实验室进行试验，主要的仪器设 备等） ，对其他单位的协作要求。4实验中所使用的各种仪器设备所示仪器名称型号产地电子恒速搅拌机JHS-1 杭州仪表电机厂恒温玻璃缸
8、水浴76-1上海南汇慧明仪器厂电子分析天平FA-2004 上海天平仪器厂旋转式摇床Ba-1 金坛市恒丰仪器厂离子交换柱(1cm，50 ml)句容市诚兴玻璃仪器厂原子吸收分光光度计WYX-9003沈阳分析仪器厂紫外分光光度计722S上海精密科学仪器有限公司红外光谱仪G510PFTIR美国 Nicolet Company四、科研论文工作的总工作量（估计） 、分研究阶段的进度（起迄日期）和要求。阶段阶 段 内 容起止时间1查阅文献，制定研究方案和撰写文献综述报告2008.07-2008.082实验研究，数据整理和结果分析2008.09-2009.093撰写论文和准备答辩2009.09-2010.034论文答辩和成绩评定2010.03-2010.04五、所需经费预算。 （大约列出材料费、化验检测费、加工费、差旅费等）序号支出科目金额（元）计 算 根 据 及 理 由1购买药品试剂50002分析检测100053仪器设备10000预算支出合计16000六、指导和辅导、论文撰写（试验）的教师。姓 名职 称指导（辅导）的内容钟宏教授七、指导教师意见：指导教师（签章） 年 月 日6八、教研室（科研所）审查意见： （对选题报告作出评价，提出是否通过的建议）教研室（科研所）负责人（签章） 年 月 日九、学院（系、所）审核意见：单位负责人（签章） 单位（签章） 年 月 日十、备注：（签章） 年 月 日
