本文關(guān)鍵詞：銅、鎳離子印跡聚合物的制備及性能研究

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【摘要】：重金屬污染對(duì)環(huán)境有很大的危害,如對(duì)土壤、大氣及水體都有嚴(yán)重的污染,進(jìn)而會(huì)危害人類的健康及生存。并且工業(yè)中的使用量也越來越多,因此就它們引發(fā)的污染問題急需我們?nèi)ソ鉀Q。一直以來我們也在不斷的探索新的方法、新的途徑去治理重金屬污染。而印跡技術(shù)的發(fā)現(xiàn)為我們解決該類難題尋找到了一個(gè)新的可行性思路。其優(yōu)越的特異選擇性能,使其可以被應(yīng)用到水體中重金屬污染治理方面,并且前景廣闊。本文主要研究銅、鎳兩種離子。本文以Cu~(2+).N i~(2+)兩種離子為模板,使用分散聚合法分別合成制得了Cu~(2+)IIP和Ni~(2+)-IIP,并使用傅里葉紅外、紫外光譜及掃描電鏡對(duì)聚合物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外觀形態(tài)進(jìn)行了表征。對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了優(yōu)化,得出了兩種聚合物各自的最優(yōu)合成方案：(1)Cu~(2+)-離子印跡聚合物(Cu~(2+)-IIP): CuSO4.5H2O,1mmol；1-乙烯基咪唑,5.0mmol；EGDMA,30mmo(即 Cu~(2+)/1-乙烯基咪唑/EGDMA的摩爾比為1：5：30)；甲苯,12mL:AIBN, 0.06g.(2)Ni~(2+)離子印跡聚合物(Ni~(2+)-IIP):Ni(N03)2, 1mmol；1-乙烯基咪唑,4.Ommol:EGDMA,20mmol(即Ni~(2+)/1-乙烯基咪唑/EGDMA的摩爾比為1：4：20)；甲苯,10mL；AIBN,0.06g.實(shí)驗(yàn)探究了影響Ni~(2+)-IIP和Ni~(2+)-IIP吸附Cu~(2+)、Ni~(2+)效果的一些條件。在pH=6左右時(shí),Cu~(2+)-IIP吸Cu2’效果顯著,并且吸附Cu~(2+)時(shí)是吸熱反應(yīng)；對(duì)其熱力學(xué)進(jìn)行了研究得出了Cu~(2+)-IIP吸附Cu~(2+)時(shí)的熵變(ΔS)、焓變(ΔH)及自由能變(AG); Cu~(2+)-IIP吸Cu~(2+)過程的自由能變?chǔ)0說明其吸附Cu~(2+)離子時(shí)是自發(fā)進(jìn)行的。Cu~(2+)-IIP對(duì)Cu~(2+)吸附行為與假二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型相一致,Qm為89.37mg/g,相關(guān)系數(shù)R2為0.9917,與實(shí)驗(yàn)值86.37mg/g接近。Ni~(2+)-IIP對(duì)N~(2+)的吸附行為吸熱反應(yīng)；在pH=5時(shí)吸附能較好；吸附行為與假二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型相一致,其Qmax=14.77mg/g,與實(shí)際得出的數(shù)值值11.56mg/g接近。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)探究表明,Cu~(2+)-IIP對(duì)Cu~(2+)的消除效率很高,90min達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡且其飽和結(jié)合量為86.37mg/g;相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)離子Co2、Ni2、Zn2、Cd~(2+)離子的選擇系數(shù)分別為7.24、5.89、4.89、10.43。Cu~(2+)-IIP的吸銅行為與Langmuir模型相一致。并且重復(fù)使用五次后的吸附量占首次的百分比為95.7%,7次后仍可達(dá)到88.7%,表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。Ni~(2+)-IIP的飽和吸附量為11.56mg/g,且消除Ni~(2+)的速率較快,50min內(nèi)即可完成整個(gè)吸附過程；相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)離子Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)離子的選擇系數(shù)分別為4.37、6.96、7.46；吸納螯合Ni~(2+)的行為與Langmu ir等溫線相吻合。并且重復(fù)使用五次后吸附量占首次的百分比仍達(dá)到87.2%,化學(xué)穩(wěn)定性較好。
【關(guān)鍵詞】：銅離子 鎳離子 印跡聚合物 吸附
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O631.3;O647.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-17
• 第一章 緒論17-27
• 1.1 重金屬污染的危害及去除方法17-19
• 1.1.1 化學(xué)方法17-18
• 1.1.2 物化方法18-19
• 1.1.3 生物法19
• 1.2 分子印跡技術(shù)19-20
• 1.3 離子印跡技術(shù)20-26
• 1.3.1 離子印跡聚合物的制備原理20-21
• 1.3.2 制備方法21-24
• 1.3.2.1 本體聚合21
• 1.3.2.2 乳液聚合21-22
• 1.3.2.3 懸浮聚合22
• 1.3.2.4 沉淀聚合22-23
• 1.3.2.5 原位聚合23
• 1.3.2.6 表面印跡技術(shù)23
• 1.3.2.7 分散聚合23-24
• 1.3.3 離子印跡聚合物的應(yīng)用24-26
• 1.3.3.1 固相萃取24
• 1.3.3.2 水處理24-25
• 1.3.3.3 傳感器25-26
• 1.4 本課題研究的內(nèi)容及意義26-27
• 1.4.1 研究的內(nèi)容26
• 1.4.2 研究的意義26-27
• 第二章 銅離子印跡聚合物的制備27-43
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品27-28
• 2.2 印跡聚合物的制備28-29
• 2.2.1 Cu~(2)+-印跡聚合物的合成28-29
• 2.2.2 銅含量的測(cè)定29
• 2.3 印跡聚合物的表征29-30
• 2.3.1 紫外光譜29-30
• 2.3.2 紅外光譜30
• 2.3.3 掃描電鏡30
• 2.4 結(jié)果與討論30-42
• 2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制30-33
• 2.4.1.1 離子標(biāo)準(zhǔn)曲線30-33
• 2.4.2 功能單體的選擇33-34
• 2.4.3 制備條件的影響34-38
• 2.4.3.1 1-乙烯基咪唑濃度的影響34-35
• 2.4.3.2 交聯(lián)劑EGDMA量的影響35
• 2.4.3.3 致孔劑甲苯用量的影響35-38
• 2.4.4 印跡聚合物的表征38-42
• 2.4.4.1 印跡聚合物的外觀38
• 2.4.4.2 絡(luò)合物紫外光譜38-39
• 2.4.4.3 聚合物紅外光譜圖39-41
• 2.4.4.4 掃描電鏡41-42
• 2.5 本章結(jié)論42-43
• 第三章 Cu~(2+)-IIP的吸附性能研究43-59
• 3.1 引言43
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分43-45
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品43
• 3.2.2 溶液的制備43
• 3.2.3 吸附性能的影響因素43-44
• 3.2.3.1 溶液pH值的影響43-44
• 3.2.3.2 吸附溫度的影響44
• 3.2.3.3 銅離子初始濃度的影響44
• 3.2.4 吸附等溫線44-45
• 3.2.5 吸附動(dòng)力學(xué)45
• 3.2.6 選擇性實(shí)驗(yàn)45
• 3.2.7 重復(fù)使用性能45
• 3.3 結(jié)果與討論45-57
• 3.3.1 吸附性能的影響因素45-49
• 3.3.1.1 pH值的影響45-46
• 3.3.1.2 吸附溫度的影響46-48
• 3.3.1.3 Cu~(2+)初始濃度的影響48-49
• 3.3.2 吸附等溫線49-52
• 3.3.3 吸附動(dòng)力學(xué)52-54
• 3.3.4 選擇性實(shí)驗(yàn)54-56
• 3.3.5 重復(fù)使用性能56-57
• 3.4 本章結(jié)論57-59
• 第四章 鎳離子印跡聚合物的制備59-67
• 4.1 引言59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)藥品及設(shè)備59
• 4.3 鎳離子印跡聚合物的合成59-60
• 4.4 印跡聚合物的表征60-61
• 4.4.1 Ni~(2+)-1-Ⅵ絡(luò)合的紫外光譜圖60
• 4.4.2 紅外光譜60
• 4.4.3 掃描電鏡60-61
• 4.5 結(jié)果與討論61-66
• 4.5.1 制備條件的優(yōu)化61-63
• 4.5.1.1 1-乙烯基咪唑濃度的影響61
• 4.5.1.2 交聯(lián)劑EGDMA濃度的影響61-62
• 4.5.1.3 致孔劑甲苯濃度的影響62-63
• 4.5.2 印跡聚合物的表征63-66
• 4.5.2.1 紫外光譜63-64
• 4.5.2.2 紅外光譜64-65
• 4.5.2.3 掃描電鏡65-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 Ni~(2+)-IIP吸附性能的研究67-77
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及藥品67
• 5.2 吸附性能的研究67-68
• 5.2.1 pH值的影響67
• 5.2.2 吸附溫度67
• 5.2.3 飽和吸附量67
• 5.2.4 吸附動(dòng)力學(xué)67-68
• 5.2.5 吸附等溫線68
• 5.2.6 印跡聚合物的選擇性68
• 5.2.7 重復(fù)利用性68
• 5.3 結(jié)果與討論68-76
• 5.3.1 pH值的影響68-69
• 5.3.2 吸附溫度69-70
• 5.3.3 飽和吸附量70
• 5.3.4 吸附動(dòng)力學(xué)70-72
• 5.3.5 吸附等溫線72-74
• 5.3.6 競(jìng)爭(zhēng)離子的影響74-75
• 5.3.7 重復(fù)使用性能75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 致謝85-87
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文87-89
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介89-90
• 北京化工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書90-91

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2 王玲玲;閆永勝;鄧月華;李春香;徐婉珍;;鉛離子印跡聚合物的制備、表征及其在水溶液中的吸附行為研究[J];分析化學(xué);2009年04期

3 賴曉綺;楊遠(yuǎn)奇;薛s，

本文編號(hào)：1070957