文献综述
文 献 综 述 硼是一种半金属元素，也是动植物所需的微量元素，更是工业生产的重要原料。
地球上的硼主要以其含氧化合物硼酸以及硼酸盐的形式存在，没有单质硼元素存在。
硼及其化合物被广泛应用于能源化工、农业、医药、电子、玻璃、陶瓷冶金、半导体、核工业等方面。
目前已知的硼的用途有三百多种，其中最主要的用途有陶瓷冶金、玻璃工业、洗涤剂等。
据世界卫生组织规定，饮用水中硼含量应低于0.5 mg/L [1]，硼含量高于1 mg/L时将通过改变细菌和真菌群落来影响土壤的可持续性[2]，所以含硼废水或溶液在排放到自然界中时必须经过一系列的净化处理。
去除水中的硼的方法有沉淀法、萃取法、反渗透法、吸附法等。
硼在工业上的需求很大，但在应用过程中要避免造成环境污染。
吸附法具有脱硼彻底、工艺简单、吸附材料可循环使用等优点，是目前最具有发展前景的提硼方法之一。
丙烯酸是一种重要的有机合成原料及合成树脂单体，利用丙烯酸可生产各种聚丙烯产品。
聚丙烯是一种无色、无臭、无毒的半透明固体物质，是由丙烯聚合得到的半结晶热塑性塑料[3]，其具有良好的热稳定性与化学稳定性、电绝缘性等特点，聚丙烯的优良性能使得聚丙烯自出现以来便迅速在多个行业广泛应用。
但经过使用发现，聚丙烯在某些方面仍有一些不足，如聚丙烯耐低温性能差且较易老化，所以科学家针对聚丙烯的缺点进行了改善其性能的研究。
目前聚丙烯的改性方法有很多种，如增强改性、填充改性、共混改性[4]等的物理改性；接枝改性[5]、共聚改性[6]、交联改性[7]等的化学改性等等。
这其中接枝改性是聚丙烯改性方法中比较好，应用较广泛的一种。
接枝改性是向聚丙烯分子链上引入极性基团来改善聚丙烯的共混性、相容性和粘结性。
本文就是采用接枝改性的方法来改性聚丙烯。
1.1聚丙烯的接枝改性接枝有多种方式，如溶液接枝[8]、熔融接枝[9]、固相接枝[10]、悬浮接枝[11]等。
每种接枝方法有着各自不同的优缺点，对聚丙烯的性能改善也不同。
1.1.1 溶液接枝溶液接枝是最早研究出来的一种接枝方法，属于均相反应体系。
聚丙烯溶液接枝采用的溶剂一般为苯、甲苯、二甲苯、氯仿等，需配合自由基、氧化和高能辐射等方法来使其发生。
溶液接枝反应需要大量的溶剂，从经济方面来看成本较高，经济损耗较大，但由于其反应温度较其他方法低，副反应也较少，产物纯度高且聚丙烯降解程度低，所以实验室研究仍有在使用。
1.1.2 熔融接枝熔融接枝是目前使用最多且已经实现了工业化的一种接枝方法，属于均相反应体系。
聚丙烯熔融接枝是将聚丙烯与接枝单体和各种助剂在一定条件下加入挤出机、密炼机或者开炼机中来完成熔融接枝反应。
这种方法不需要溶剂，反应时间短，接枝效率高且可以工业化连续生产，但因其反应温度过高，副反应较严重，聚丙烯降解程度过高，对反应物与产物都有不良影响。
1.1.3 固相接枝固相接枝是一种新的接枝方法，属于非均相反应体系。
聚丙烯固相接枝是将聚丙烯粉末直接与适量单体、引发剂及适当的助剂接触直接发生聚合反应。
反应温度一般控制在聚丙烯的软化点（100～120 C）以下[12]，为常压反应。
固相接枝不需要溶剂，成本低，反应时间短，后续处理简单，相较于溶液接枝和熔融接枝都要好，发展前景良好，但固相接枝反应过程中物料容易粘在反应器内壁使单体与引发剂分布不均匀，影响接枝效果。
1.1.4 悬浮接枝悬浮接枝是一种绿色环保的接枝方法。
聚丙烯悬浮接枝是在不使用或只使用少量有机溶剂时，将聚丙烯粉末、薄膜或者纤维与接枝单体在水相中反应[13]。
这种方法反应温度较低，工艺简单，聚丙烯降解程度较低，反应条件简单温和易控制且产物后处理简单，相对环保，比其他三种接枝方法都要简单方便。
1.2 硼的去除富集或去除水中的硼的方法有沉淀法[14]、萃取法[15]、反渗透法[16]、吸附法[17]等。
1.2.1 沉淀法沉淀法是在蒸发浓缩后的含硼废水中加入沉淀剂，让硼发生反应成硼酸盐后加酸冷却结晶成硼酸排出。
沉淀法工艺简单，操作简便且不需要多少材料，但酸的消耗量较大，反应过程中易产生杂质且产量较低。
1.2.2 萃取法萃取法是将含硼溶液与不溶于水的有机萃取剂混合，使硼与原溶液分离的方法。
萃取法工艺流程短、设备简单、操作简便且成本偏低，在工业上应用广泛。
1.2.3 反渗透法反渗透法是在浓度高的一侧施加外力，使含硼溶液从高浓度区在外力的作用下透过选择性半透膜渗透到低浓度区使硼与溶液分离。
反渗透法操作简单，占地面积小且可以去除大多数离子，但能耗较高且存在膜结垢问题。
1.2.4 吸附法吸附法是用对硼有特效选择性的吸附剂从水中富集硼，再用洗脱剂从树脂上将硼洗脱，得到硼酸而使硼从溶液中分离出来。
吸附剂主要分为无机吸附剂与有机吸附剂两类，常见的无机吸附剂有活性炭、金属氢氧化物、纤维素衍生物等等；有机吸附剂通常为离子交换树脂。
吸附法按吸附方式可分为物理吸附和化学吸附[18]。
物理吸附包括静电吸附作用和氢键吸附作用等等。
化学吸附主要是指螯合反应[19]，利用顺式邻位以及间位双羟基官能团与硼酸或硼酸根阴离子发生络合，形成结构稳定的环状酯化物，具有较强的结合强度。
沉淀法、反渗透法都处理工艺复杂、难度大、成本高，不适合大规模使用。
吸附法脱硼彻底、工艺简单且吸附材料可循环使用，是目前最具有发展前景的除硼方法。
1.3硼吸附效果的影响因素吸附剂的用量、pH值、共存离子、聚丙烯接枝条件不同都会影响对硼的吸附效果。
1.3.1 吸附剂用量的影响硼的吸附效果在一定程度上与吸附剂的吸附位点有关，而吸附位点与吸附剂的投加量呈正比例关系。
当吸附剂的用量较小时，溶液中的硼离子与吸附剂的接触面较小，无法充分接触，从而导致吸附效果不佳。
当吸附剂用量增加时，吸附剂能够提供更多的有效吸附位点，吸附效果可以得到显著的提升。
1.3.2 pH值的影响每种硼阴离子在水溶液中的分布和数量在不同的pH值下变化[20]。
随着pH值的增加，吸附剂对硼的吸附没有一定的规律，但pH在一定范围时，还是能发现硼去除率随着pH值变化而变化。
如pH范围在2-4时，硼去除率随着pH的增加而降低，在7-10时，硼去除率随着pH值增加而增加。
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资料编号：[581648]
