【摘要】：在日益嚴(yán)重的水污染中,重金屬污染對(duì)環(huán)境和人體危害最大,性質(zhì)最惡劣。因此,對(duì)重金屬污染的治理成為當(dāng)前迫切需要解決的課題。超分子凝膠具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),易于吸附重金屬離子、可再生利用、廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn),在處理重金屬?gòu)U水方面具有良好的應(yīng)用價(jià)值。而氨基酸既是生命體系所必需的蛋白質(zhì)基本組成單元,無毒無害,又是構(gòu)筑超分子凝膠的良好因子,制備氨基酸衍生物超分子凝膠對(duì)重金屬吸附具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。本論文設(shè)計(jì)合成一系列氨基酸衍生物,通過超聲構(gòu)筑超分子凝膠,在此基礎(chǔ)上對(duì)凝膠吸附Pb~(2+)的性質(zhì)進(jìn)行了初步的探討。具體內(nèi)容如下:1.氨基酸衍生物超分子凝膠的構(gòu)筑及吸附Pb~(2+)的應(yīng)用利用L-纈氨酸、L-天冬氨酸、L-色氨酸與3,4,9,10-傒四二亞酰胺(PTCDA)分子縮合,制備氨基酸衍生物,并通過超聲形成超分子自組裝超分子凝膠VP(L-纈氨酸衍生物凝膠)、AP(L-天冬氨酸衍生物凝膠)、TP(L-色氨酸衍生物凝膠)。利用紅外光譜(ATR-FTIR)、X射線衍射儀(XRD)、流變儀表征材料的性質(zhì)。此外,通過掃描電鏡(SEM)表征材料的微觀結(jié)構(gòu),并在同等條件下研究VP、AP、TP對(duì)Pb~(2+)吸附性,選擇出對(duì)Pb~(2+)具有最佳吸附性能的吸附劑VP。為進(jìn)一步研究VP凝膠吸附Pb~(2+)的性能,探究不同吸附劑含量、pH、時(shí)間、濃度的Pb~(2+)對(duì)凝膠VP吸附Pb~(2+)的影響;同時(shí),測(cè)定其吸附動(dòng)力學(xué)模型,吸附等溫線;探究以混合離子Cu~(2+)、Hg~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)、Co~(2+)研究VP凝膠對(duì)混合離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附性;通過對(duì)VP凝膠多次解吸-吸附,探究VP凝膠對(duì)Pb~(2+)的可重復(fù)利用性能;最后通過SEM、EDS表征手段研究VP凝膠對(duì)Pb~(2+)的吸附機(jī)制。2.纈氨酸衍生物摻雜氧化石墨烯超分子凝膠的構(gòu)筑及吸附Pb~(2+)的應(yīng)用采用GO對(duì)凝膠摻雜的方式提高VP對(duì)Pb~(2+)的吸附性能。通過相同的方式超聲制備VP/GO(THF/EtOH/H_2O(V=3:3:4))凝膠,通過紅外光譜、紫外光譜、熒光發(fā)射光譜,研究了凝膠的自組裝驅(qū)動(dòng)力。探究不同吸附劑含量、pH、時(shí)間、濃度對(duì)VP/GO干凝膠吸附Pb~(2+)的影響;此外,在相同條件下在Cu~(2+)、Hg~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)、Co~(2+)及Pb~(2+)的二價(jià)離子混合溶液中投入VP/GO干凝膠,研究VP/GO凝膠對(duì)混合離子的競(jìng)爭(zhēng)吸附性;通過對(duì)VP/GO凝膠多次解吸-吸附,探究VP/GO凝膠對(duì)Pb~(2+)的可重復(fù)利用性能;最后通過SEM、EDS研究VP/GO吸附Pb~(2+)的形貌變化和元素變化。
【圖文】：

第 1 章 前言子化學(xué)子化學(xué)被定義為“超越分子的化學(xué)”，是以分子間非共價(jià)作用聚集體[1,2]。因此分子間的相互作用是超分子化學(xué)的核心，這要來源于氫鍵、π-π 堆積作用、主客體識(shí)別作用、靜電作用德華力等[3-5]，使得超分子之間通過協(xié)同作用自發(fā)形成緊密而超分子化學(xué)的產(chǎn)生并非偶然，而是歸功于大自然的靈性智慧，質(zhì)、多糖都是自組裝模塊，能夠組裝成精美的納米結(jié)構(gòu)（圖 1結(jié)合，使超分子化學(xué)成為一個(gè)引人入勝的研究領(lǐng)域[6]。在近幾分子化學(xué)已經(jīng)滲透到生命科學(xué)、物理學(xué)、環(huán)境科學(xué)等各個(gè)學(xué)科集系統(tǒng)、傳感器、藥物輸送、生物模擬、電解質(zhì)材料、污染物超分子凝膠作為界面科學(xué)的重要部分，其獨(dú)特的超分子自組裝越來越受到化學(xué)家們的青睞。

70 多年后，，在微觀和宏觀之間第一次全面關(guān)聯(lián)賦予了凝膠的7]定義：“如果一種物質(zhì)具有連續(xù)的微觀結(jié)構(gòu)，其宏觀尺寸在流變和固體狀的行為”。般而言，凝膠是由彈性交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和作為主要組分的溶劑組成的粘彈。凝膠的類固體外觀是液體在大表面積固體 3D 基質(zhì)中的截留和粘膠可以按不同的方式分類[18]，這取決于它們的來源、構(gòu)成、形成 類型以及它們所包含的介質(zhì)。多數(shù)天然的凝膠劑是大分子，它們[19]通過物理交聯(lián)（通常是氫鍵這類大分子包括明膠、膠原蛋白、瓊脂、淀粉和結(jié)冷膠。由合成化膠可以根據(jù)其構(gòu)成分為大分子（聚合物）凝膠和小分子凝膠。由大成的凝膠可以以化學(xué)交聯(lián)或物理相互作用產(chǎn)生例如水凝膠（圖 1-由強(qiáng)化學(xué)鍵形成時(shí)，它們不能被再溶解并且是不可逆的，而由弱的用（物理纏結(jié)）形成的凝膠是可逆的，其中來源于低分子量化合物義上是超分子，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^非共價(jià)相互作用[20]如靜電作用力、識(shí)別作用和金屬配位等自聚集形成自組裝纖維網(wǎng)絡(luò)（圖 1-2）。
【學(xué)位授予單位】：贛南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703;TQ427.26

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本文編號(hào)：2634733