離子印跡聚合物的合成及其選擇性去除水體中鈷離子和亞砷酸根離子的性能研究.pdf

1、水體中嚴重的重金屬污染問題損害了中國經(jīng)濟社會的可持續(xù)性發(fā)展和人民身體健康。其中水環(huán)境中鈷和砷污染的問題十分突出。本論文通過離子印跡技術成功制備了了幾種新型特異性的納米吸附劑材料，應用于廢水中有害重金屬鈷離子和亞砷酸根離子的去除。主要研究內容如下：
　　1、以Co(II)為模板，1-乙烯咪唑作為功能單體，正硅酸乙酯為交聯(lián)劑，采用表面離子印跡技術制備了磁性鈷離子印跡聚合物 Co(II)-IIP。通過掃描電子顯微鏡(SEM)表征得出Fe

2、3O4, Fe3O4@SiO2, Co(II)-IIP, NIP的粒徑分別是88,430,750,和792nm。在相關吸附實驗里，Co(II)-IIP表現(xiàn)出高選擇性和親水性。其等溫吸附過程符合Langmuir吸附模型，且Co(II)-IIP和NIP最大吸附容量分別是23.09 mg/g和16.88 mg/g。Co(II)-IIP對 Co(II)/Cu(II), Co(II)/Cd(II), Co(II)/Zn(II),和Co(II)/P

3、b(II)的相對選擇性系數(shù)β分別是1.33,2.51,1.29,1.41。吸附了鈷離子的Co(II)-IIP可以通過硝酸清洗進行再生，經(jīng)4次循環(huán)使用之后其吸附量沒有明顯地下降，說明了Co(II)-IIP具有很高的穩(wěn)定性和重復使用性。Co(II)-IIP對實際廢水中Co(II)的去除率達到了96％以上，說明了Co(II)-IIP是一種性能優(yōu)異的選擇性去除水體中Co(II)的吸附材料。
　　2、陰離子印跡聚合物難以合成的關鍵在于缺乏與

4、陰離子有強相互作用的功能單體。為此設計了環(huán)狀咪唑陽離子型的功能單體，以吖啶與溴甲基甲基醚反應在硫酸的條件下50℃反應24h，并且用硅膠柱純化獲得4,5-二溴甲基吖啶。4,5-二溴甲基吖啶與亞甲基雙咪唑在乙腈溶劑90℃的條件下反應48h，趁熱過濾，用甲醇重結晶純化，制備得到環(huán)狀的四溴化二-4,5-二（亞甲基雙咪唑）吖啶。核磁共振光譜證實了該環(huán)狀咪唑陽離子型的功能單體的化學結構。
　　3、以環(huán)狀咪唑陽離子型的功能單體，采用本體聚合法制

5、備了一種亞砷酸根離子印跡聚合(IIP)。比表面積測試結果表明制得的IIP和CP的比表面積分別為434.04 m2/g和480.09 m2/g，平均孔徑為6.69 nm和7.16 nm。同時對IIP吸附性能進行了研究，IIP對亞砷酸根離子的吸附容量達到了54 mg/g。IIP對HAsO32-/Cl-，HAsO32-/SO42-，HAsO32-/HPO42-，HAsO32-/NO3-，HAsO32-/Mo7O246-的相對選擇性系數(shù)分別是1