鐵是化工、冶金等工業(yè)過程常見雜質(zhì)組份之一�；瘜W(xué)沉淀、溶劑萃取及離子交換等常規(guī)除鐵方法通常用于脫除溶液體系中較高濃度的鐵雜質(zhì),對于微量或痕量鐵雜質(zhì)的脫除,常規(guī)除鐵方法無法適用。離子印跡法憑借功能基團的選擇性和模板離子的印跡效應(yīng),對目標離子具有較好的分離效果,已成為低濃度雜質(zhì)離子分離脫除的新方法之一。離子印跡聚合物的制備與調(diào)控,是影響離子印跡法分離效果的關(guān)鍵因素。本論文以鐵離子為模板離子,選擇不同的功能單體和制備方法合成多種鐵離子印跡聚合物,對其結(jié)構(gòu)和吸附性能進行表征和評價,并將其應(yīng)用于釩、鉻水溶液體系深度除鐵工藝過程,對微量鐵雜質(zhì)獲得了較好的脫除效果。本論文取得了如下進展:（1）以本體聚合法制備了含羧酸基團的鐵離子印跡聚合物,探究了其制備條件和吸附行為,并將其應(yīng)用于Cr（Ⅲ）溶液中微量鐵雜質(zhì)的深度脫除。結(jié)果表明,丙烯酸功能單體與Fe（Ⅲ）離子的最佳摩爾比為9:1,印跡聚合物對Fe（Ⅲ）離子的最大吸附容量為114.25 mg g-1,在Cr（Ⅲ）溶液中對Fe（Ⅲ）離子的選擇性系數(shù)和相對選擇性系數(shù)分別為492.18和50.87。印跡聚合物內(nèi)羧酸基團與Fe（Ⅲ）離子以靜電作用相結(jié)合,吸附行為符... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)北京市

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２論文框架??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ??

?鐵離子印跡聚合物的制備及其在釩、鉻溶液深度除鐵中的應(yīng)用???在檢測Ｃｒ（ＩＩＩ）溶液中的微量鐵雜質(zhì)時，采用基體匹配法消除體系中大量鉻元素對??檢測結(jié)果的干擾。??２．３結(jié)果與討論??２．３．１鐵離子印跡聚合物制備條件的優(yōu)化??２．３．１．１功能單體的選擇??作為直接與目標離子相互作用的組分，功能單體是影響離子印跡聚合物性能??的關(guān)鍵因素。本實驗初步選定了含有羧酸基團的丙烯酸（ＡＡ）和甲基丙烯酸??（ＭＡＡ），以及含有氮原子的１－乙烯基咪唑（１－ＶＩ）、丙烯酰胺（ＡＭ）和４－??乙烯基吡啶（４－ＶＰ）作為功能單體合成相應(yīng)的鐵離子印跡聚合物。在制備過程中，??Ｆｅ（ＩＩＩ）離子的加入量為１?ｍｍ〇ｌ，Ｆｅ（ＩＩＩ）離子與丙烯酸、甲基丙烯酸的摩爾比為１：１２，??與１－乙烯基咪唑、丙烯酰胺和４－乙烯基吡啶的摩爾比為１：６，交聯(lián)劑ＥＧＤＭＡ的??加入量為２５?ｍｍｏｌ，引發(fā)劑ＡＩＢＮ的加入量為０．０５?ｇ，溶劑乙醇的加入量為１０?ｍＬ。??圖２．１為采用不同功能單體聚合前、后鐵離子印跡聚合物的圖片，白底照片（左??側(cè)）為發(fā)生聚合反應(yīng)前的溶液，黑底照片（右側(cè)）為聚合反應(yīng)后生成的聚合物。??圖２．１采用不同功能單體制備印跡聚合物在聚合前（左）、后（右）的圖像??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ?ｐｏｌｙｍｅｒｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｍｏｎｏｍｅｒｓ?ｂｅｆｏｒｅ??（ｌｅｆｔ）?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?（ｒｉｇｈｔ）?ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ??２８??

?鐵離子印跡聚合物的制備及其在釩、鉻溶液深度除鐵中的應(yīng)用???鐵離子印跡聚合物，經(jīng)聚合反應(yīng)后可得到質(zhì)地均勻的塊狀聚合物。該現(xiàn)象說明，??丙烯酸類功能單體的存在可以防止Ｆｅ（ＩＩＩ）離子與氮雜環(huán)功能單體形成沉淀，進而??造成聚合產(chǎn)物中各組分分布不均勻的問題。因此可嘗試采用不同功能單體組合的??方式合成鐵離子印跡聚合物。??２．３．１．２模板離子的去除??在聚合反應(yīng)后，功能單體與模板離子形成的作用位點被固定在特定位置，此??時需要將模板離子從聚合物中去除，以形成與模板離子互相匹配的特征空位。根??據(jù)離子印跡聚合物的制備原理可以推斷，模板離子去除效果的好壞對聚合物的吸??附能力影響較大。模板離子的去除效果和去模板劑的類型以及功能單體與模板離??子的結(jié)合強度等因素有關(guān)。在去除過程中，選擇合適的去模板劑，采用合理的去??除條件非常重要。??由前述實驗可知，丙烯酸和甲基丙烯酸為功能單體制備鐵離子印跡聚合物可??得到均勻的塊狀產(chǎn)物。因此，對這兩種單體制備的聚合物進行去模板操作。實驗??分別選用了鹽酸和硝酸為去模板劑，在３０?°Ｃ下對聚合物中的鐵模板離子進行去??除，浸出時間為６ｈ，去模板結(jié)果列于圖２．３中。??ＵＮＯ??■?ＳＢＣ／??Ａｃｒｙｌｉｃ?ａｃｉｄ?Ｍｅｔｈａｃｒｙｌｉｃ?ａｃｉｄ??Ｆｏｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｍｏｎｏｍｅｒ??圖２．３?ＨＣ１與ＨＮ０３的去模板效果對比??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｅｍｐｌａｔｅ?ｒｅｍｏｖａｌ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ?ｏｆ?ＨＣ１?ａｎｄ?ＨＮ〇３??３０??

【參考文獻】：
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