聚胺硅膠雜化材料的制備與吸附性能研究.pdf

1、表面印跡法通過(guò)控制聚合物表面印跡孔穴的空間架構(gòu),在吸附材料表面建立特異結(jié)合位點(diǎn),從而提高對(duì)目標(biāo)離子的選擇性,該方法能夠?qū)崿F(xiàn)印跡聚合物和模板離子之間快速的結(jié)合與分離。本論文以硅膠為載體、聚烯丙基胺(PAA)為表面改性劑,以銅離子為模板離子,采用表面離子印跡法合成了一種能選擇性吸附識(shí)別Cu2+的印跡聚烯丙基胺硅膠材料(IIP-PAA/SiO2)。考察了PAA/SiO2和IIP-PAA/SiO2的合成條件,研究了表面負(fù)載和表面離子印跡的過(guò)程;

2、測(cè)定了材料對(duì)Cu2+離子的吸附特性,并探討其吸附選擇機(jī)理。
　　 通過(guò)物理包覆法將聚烯丙基胺吸附在硅膠表面,制備的PAA/SiO2具有對(duì)銅離子有很高的吸附容量,硅膠負(fù)載PAA試驗(yàn)表明:以5 g活化硅膠為基準(zhǔn),溶劑與功能單體用量之比為0.426,負(fù)載時(shí)間24h,操作溫度為室溫,制備的PAA/SiO2表面負(fù)載聚胺量為8％左右。
　　 在合成PAA/SiO2基礎(chǔ)上,以Cu2+為模板離子,環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑,采用表面離子印跡技術(shù)

3、對(duì)螯合材料PAA/SiO2材料進(jìn)行交聯(lián)印跡,制備了新型Cu2+印跡聚胺硅膠材料(IIP-PAA/SiO2)。優(yōu)化得到IIP-PAA/SiO2制備的條件為:印跡前材料的Cu2+和N原子的摩爾比為0.5,環(huán)氧氯丙烷用量與N原子的摩爾之比為0.6,交聯(lián)時(shí)間3 h,交聯(lián)反應(yīng)溫度323 K,反應(yīng)溶劑為甲醇。在競(jìng)爭(zhēng)離子Zn2+存在下,當(dāng)Cu2+和Zn2+兩種混合離子濃度比約為1:1時(shí),IIP-PAA/SiO2對(duì)銅離子的選擇性系數(shù)為62.7,相對(duì)于P

4、AA/SiO2選擇性系數(shù)4.13提高約15倍,為復(fù)雜樣品中銅離子的選擇性分離提供了新的途徑。與PAA/SiO2相比,IIP-PAA/SiO2材料對(duì)銅離子的飽和吸附容量也有所提高。
　　 采用靜態(tài)吸附法研究了PAA/SiO2、IIP-PAA/SiO2材料對(duì)Cu2+離子的吸附容量和選擇性能。結(jié)果表明:材料吸附Cu2+的最佳pH值為4.0～5.0:在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi),PAA/SiO2對(duì)Cu2+的吸附量隨著溫度的升高而升高,而IIP-PA

5、A/SiO2對(duì)銅的吸附量隨溫度升高而降低,變化趨勢(shì)相反。熱力學(xué)曲線表明IIP-PAA/SiO2對(duì)Cu2+的吸附平衡符合Langmuir吸附等溫方程,IIP-PAA/SiO2的熱力學(xué)參數(shù)焓變?yōu)樨?fù),吸附的吉布斯自由能△G0為負(fù)值。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明用擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以很好的描述離子印跡聚合物IIP-PAA/SiO2對(duì)銅離子的吸附行為,相關(guān)系數(shù)均在0.95以上。材料PAA/SiO2和IIP-PAA/SiO2具有再生吸附性能,經(jīng)過(guò)5次吸附-解吸循