【摘要】：中低放射性金屬污染物是伴隨核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展而出現(xiàn)的一類污染物。目前，工業(yè)污水中中低放射性金屬離子的存在對(duì)人體和生物體構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。吸附法是一種常用的工業(yè)廢水處理方法，然而傳統(tǒng)的中低放射性金屬離子吸附劑存在選擇性差、吸附容量低、平衡時(shí)間長(zhǎng)等缺陷。因此，開(kāi)發(fā)利用選擇性好、吸附容量高、操作簡(jiǎn)單、再生性能優(yōu)良的中低放射性金屬離子吸附劑刻不容緩。 離子印跡技術(shù)是一類針對(duì)性捕獲目標(biāo)模板離子的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在制備離子印跡聚合物(IIP)的過(guò)程中，模板、單體和交聯(lián)劑在引發(fā)劑的作用下形成高度交聯(lián)的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過(guò)特定的物理或化學(xué)的手段洗脫去除模板離子以后，特異性的識(shí)別位點(diǎn)由此獲得。然而，高度交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難免會(huì)造成傳質(zhì)速率過(guò)慢以及模板離子洗脫困難等問(wèn)題。為了改善傳統(tǒng)IIP的吸附性能，表面離子印跡技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。表面印跡技術(shù)通過(guò)向印跡過(guò)程中引入性能優(yōu)異的基質(zhì)材料，從而在基質(zhì)材料表面獲得一層印跡聚合物薄層。在基質(zhì)材料的選擇上，介孔材料憑借其優(yōu)異性能(如比表面積大、孔徑均一且可調(diào)、表面存在豐富的硅羥基等)而備受青睞。此外，功能化介孔材料的成功制備更為其介孔材料的應(yīng)用增光添彩。 本論文以SBA-15為基質(zhì)材料，分別選擇Co(II)、Sr(II)、Ce(III)為模板離子，制備了三種新型的表面離子印跡聚合物，其詳細(xì)工作介紹如下： (1)以三甘氨酸功能化SBA-15為基質(zhì)材料，制備了一種新型的鈷離子印跡聚合物(Co(II)-IIP)。表征結(jié)果顯示，Co(II)-IIP具有典型的介孔孔道結(jié)構(gòu)和良好的熱穩(wěn)定性。吸附實(shí)驗(yàn)表明，Co(II)-IIP在25°C的最大吸附容量高達(dá)181.67mg/g且其等溫吸附過(guò)程和吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分別符合Freundlich模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附熱力學(xué)分析結(jié)果表明Co(II)-IIP的吸附為自發(fā)過(guò)程(G00)。選擇性實(shí)驗(yàn)和再生實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Co(II)-IIP對(duì)Co(II)有很強(qiáng)的專一識(shí)別能力且重復(fù)利用率高。 (2)選用后接枝法制備的磁性SBA-15為基質(zhì)材料，N-異丙基丙烯酰胺為溫敏單體，基于表面印跡技術(shù)制備了一種新型的磁性溫敏型介孔鍶離子印跡聚合物(Sr(II)-TMIIP)。表征結(jié)果表明，，制備的磁性介孔印跡復(fù)合物保持了良好的介孔結(jié)構(gòu)并具有較好的熱穩(wěn)定性、磁響應(yīng)性(Ms=10.34emu/g)和溫度敏感性。吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Sr(II)-TMIIP在低臨界相轉(zhuǎn)變溫度(33.56°C)附近取得最大吸附量(89.29mg/g)且其等溫吸附過(guò)程符合Freundlich模型；吸附劑的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型；動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Thomas模型的非線性擬合方法更適用于描述吸附劑在固定柱中的動(dòng)態(tài)吸附行為。選擇性吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合成的Sr(II)-TMIIP對(duì)Sr(II)具有較高的選擇性吸附能力。 (3)通過(guò)濕浸漬法制備了磁性SBA-15(m-SBA-15)，以m-SBA-15為基質(zhì)材料，利用表面引發(fā)可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合制備了新型的磁性鈰離子表面印跡聚合物(Ce(III)-IIP)。表征結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4磁性納米顆粒被成功地負(fù)載在SBA-15的孔道中且通過(guò)表面引發(fā)RAFT聚合制得的Ce(III)-IIP表面印跡層的厚度較為均一，制備的Ce(III)-IIP具有較好的熱穩(wěn)定性和磁響應(yīng)性。吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)RAFT聚合制備的Ce(III)-IIP具有更高的吸附容量且Redlich-Peterson等溫模型對(duì)其等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合效果最佳(R20.99)，動(dòng)態(tài)吸附數(shù)據(jù)用Thomas模型非線性擬合出來(lái)的符合度較高。選擇性吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Ce(III)-IIP對(duì)Ce(III)具有良好的專一識(shí)別能力。
【圖文】：

圖 1.1 介孔材料的兩種合成方法：軟模板法(A)和硬模板法(B)Fig.1.1 Two synthetic strategies of mesoporous materials: soft-templating (A) and Hard- templating圖 1.2 表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)特征(A)和它在水溶液里的行為特征(B,C)Fig.1.2 Structure features (A) of surfactant molecule and its behavior in aqueous media (B, C)1.2.2.2 硬模板法硬模板法較軟模板法起步晚，它通過(guò)向預(yù)先合成好的介孔材料(即硬模板)內(nèi)

架的無(wú)機(jī)物種相互作用并形成有機(jī)-無(wú)機(jī)液晶狀態(tài)結(jié)構(gòu)相，然后通過(guò)高溫?zé)崽幚砘蛘邉┹腿〉姆椒�，脫除模板劑并由此得到介孔。圖 1.1 介孔材料的兩種合成方法：軟模板法(A)和硬模板法(B)Fig.1.1 Two synthetic strategies of mesoporous materials: soft-templating (A) and Hard- templating (
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TL941

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 尉鳳珍;方向紅;;真空蒸發(fā)濃縮裝置在核放射廢水處理中的應(yīng)用試驗(yàn)[J];工業(yè)水處理;2009年09期

2 寧振鑫;蘇立強(qiáng);;硅膠表面接枝引發(fā)轉(zhuǎn)移終止劑制備牛血紅蛋白分子印跡聚合物及性能評(píng)價(jià)[J];化工時(shí)刊;2011年10期

3 夏烈文;褚良銀;;基于N-異丙基丙烯酰胺的溫敏型分子印跡聚合物[J];化學(xué)通報(bào);2007年07期

4 王建龍;劉海洋;;放射性廢水的膜處理技術(shù)研究進(jìn)展[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2013年10期

5 潘建明;鄒曉華;李春香;閆永勝;王雪;管煒;;中低放射性金屬元素的分離富集及分析研究進(jìn)展[J];冶金分析;2010年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉燕;功能化介孔材料的制備及其在金屬污染物選擇性分離與生物傳感中的應(yīng)用[D];江蘇大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2664142