新型螯合吸附材料的制備及其對重金屬離子吸附性能的研究.pdf

1、重金屬離子廢水的排放是造成水污染的一個(gè)主要來源，對人類社會已經(jīng)造成了很大的危害。同時(shí)，工業(yè)廢水中的許多重金屬離子又用途甚廣，需要回收利用。因此，通過分子設(shè)計(jì)，制備既能高效地處理廢水中的重金屬離子，又能夠有效地分離和回收重金屬離子的高性能螯合吸附材料，具有重要的環(huán)境保護(hù)與資源再利用價(jià)值。 本研究首先采用可見光分光光度法與電導(dǎo)滴定法研究了線性大分子聚乙烯亞胺(Polyethyleneimine，PEI)與Cu2+、Cd2+、Zn2+

2、等金屬離子的配合過程，測定了PEI與各金屬離子的螯合物結(jié)構(gòu)；建立了一種測定Cu2+含量的新方法—PEI螯合作用電導(dǎo)滴定法，考察了各種因素對分析方法的影響，優(yōu)化了分析條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PEI與Cu2+、Cd2+、Zn2+等金屬離子可以定量地形成四配位螯合物，而且配合過程速度很快，螯合物穩(wěn)定，通過加入標(biāo)準(zhǔn)回收實(shí)驗(yàn)以及與國家標(biāo)準(zhǔn)方法的比較，證明了新方法的可行性與準(zhǔn)確性。 通過γ—氯丙基三甲氧基硅烷的媒介，成功地將PEI化學(xué)鍵聯(lián)在硅膠

3、微粒表面，制備了復(fù)合型螯合吸附材料PEI/SiO2；研究了PEI/SiO2對Cu2+、Cd2+、Zn2+等金屬離子的吸附性能，并通過紅外吸收光譜分析了吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PEI/SiO2對Cu2+、Cd2+、Zn2+等金屬離子具有強(qiáng)的螯合吸附能力，對Cu2+的吸附容量最大；PEI/SiO2對金屬離子的吸附屬于單分子層吸附，等溫吸附數(shù)據(jù)符合Langmuir方程，吸附容量隨溫度升高而增大，pH值對吸附過程有很大的影響，pH=6～7時(shí)，吸

4、附容量最高。 以Cu2+為模板離子，環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，對化學(xué)鍵聯(lián)在硅膠微粒表面的PEI大分子鏈進(jìn)行了交聯(lián)聚合，在硅膠微粒表面實(shí)施了離子印跡，制備了Cu2+印跡吸附材料IMP-PEI/SiO2，優(yōu)化了制備條件；通過紅外吸收光譜對IMP-PEI/SiO2表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)與組成進(jìn)行了表征；研究了IMP-PEI/SiO2對Cu2+、C2+、Zn2+等金屬離子的吸附性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與PEI/SiO2相比，IMP-PEI/SiO2對Cu

5、2+離子具有很強(qiáng)的識別與記憶能力，選擇性也有了明顯地提高，飽和吸附容量提高了2倍多；IMP-PEI/SiO2對Cu2+離子的螯合吸附同樣屬于單分子層的化學(xué)吸附，吸附行為符合Langmuir吸附；吸附容量隨溫度升高而增大，pH值對吸附過程有很大的影響，pH=6時(shí)，吸附容量最高；IMP-PEI/SiO2具有良好的脫附性能與重復(fù)使用性能，用0.1mol·L-1的鹽酸就可以實(shí)現(xiàn)重金屬離子的脫附，而且脫附效果良好，重復(fù)使用性好，使用10次吸附容量