本文關鍵詞：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

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【摘要】：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(nèi)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Fe3O4,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23.09mg/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)/Pb(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1.03,1.95,2.55,1.52和2.51;IIP對實際廢水中亞砷酸根離子的去除率接近100%,這證實了IIP是一種去除水體中亞砷酸根離子的性能優(yōu)異吸附材料,且具有一定的選擇性。
【關鍵詞】：陰離子印跡聚合物 表面印跡技術 1-乙烯咪唑 環(huán)狀咪唑陽離子型的功能單體 選擇性去除 Co(II) 亞砷酸根離子
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O631.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 水環(huán)境中嚴重的重金屬污染問題以及去除技術10-14
• 1.1.1 水環(huán)境中嚴重的重金屬污染問題10
• 1.1.2 鈷污染的主要來源及危害10-11
• 1.1.3 砷污染物的主要來源及其危害人體健康的嚴重性11-12
• 1.1.4 水環(huán)境中的重金屬污染物處理技術12-14
• 1.2 離子印跡聚合物的相關研究及其進展14-18
• 1.2.1 離子印跡技術14-15
• 1.2.2 離子印跡聚合物的合成機理15
• 1.2.3 離子印跡的條件選擇15-16
• 1.2.4 離子印跡聚合物的合成方法16-17
• 1.2.5 離子印跡技術的應用17-18
• 1.3 本課題研究的目的和主要內(nèi)容18-20
• 第二章 新型磁性鈷離子印跡聚合物的合成及其水體除鈷的應用研究20-41
• 2.1 前言20-21
• 2.2 實驗部分21-25
• 2.2.1 實驗儀器和設備21
• 2.2.2 實驗試劑21-22
• 2.2.3 鈷離子印跡聚合物Co(II)-IIP的合成22
• 2.2.4 非離子印跡聚合物(NIP)的制備22-23
• 2.2.5 溶液中鈷含量的檢測23
• 2.2.6 靜態(tài)吸附實驗23-24
• 2.2.7 Co(II)-IIP的重復循環(huán)使用實驗24-25
• 2.4 實驗結果與討論25-40
• 2.4.1 鈷離子印跡聚合物的合成25
• 2.4.2 傅里葉紅外光譜分析(FT-IR)25-26
• 2.4.3 掃描電鏡（SEM）分析26-27
• 2.4.4 X射線衍射分析(XRD)27
• 2.4.5 親水性實驗分析27-28
• 2.4.6 熱重分析(TAG)28-29
• 2.4.7 吸附實驗29-40
• 2.5 實驗小結40-41
• 第三章 新型環(huán)狀咪唑陽離子型功能單體的合成及其表征41-50
• 3.1 前言41-42
• 3.2 實驗部分42-43
• 3.2.1 實驗儀器和設備42
• 3.2.2 實驗試劑42-43
• 3.2.3 正離子環(huán)狀功能單體的合成43
• 3.3 結果討論43-49
• 3.3.1 反應條件的優(yōu)化43-44
• 3.3.2 4,5-二(溴甲基)吖啶的表征44-46
• 3.3.3 1-(1H-咪唑1甲基)-1H-咪唑的表征46-48
• 3.3.4 四溴化二- 4,5-二（亞甲基雙咪唑）吖啶的表征48-49
• 3.4 實驗小結49-50
• 第四章 亞砷酸根離子印跡聚合物的合成及其廢水中砷離子的去除性能研究50-66
• 4.1 前言50-51
• 4.2 實驗部分51-54
• 4.2.1 實驗儀器和試劑51-52
• 4.2.2 亞砷酸鈉根離子印跡聚合物(IIP)的合成52
• 4.2.3 對比印跡聚合物(CP)的合成52
• 4.2.4 溶液中砷含量的檢測52-53
• 4.2.5 靜態(tài)吸附實驗53
• 4.2.6 IIP的重復循環(huán)使用實驗53-54
• 4.3 實驗結果與討論54-65
• 4.3.1 IIP合成54-55
• 4.3.2 SEM圖及比表面積分析55-56
• 4.3.3 Zeta電位分析56
• 4.3.4 TAG分析56-57
• 4.3.5 吸附實驗57-65
• 4.4 小結65-66
• 第五章 展望66-67
• 參考文獻67-72
• 碩士期間研究成果72-73
• 致謝73-74

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1 劉崢;溫玉清;黃美春;;銅離子印跡聚合物的制備及吸附性能[J];桂林工學院學報;2007年01期

2 王玲玲;閆永勝;鄧月華;李春香;徐婉珍;;鉛離子印跡聚合物的制備、表征及其在水溶液中的吸附行為研究[J];分析化學;2009年04期

3 賴曉綺;楊遠奇;薛s，

本文編號：665741