聚乙烯亞胺功能化的生物材料去除CdTe量子點(diǎn)和酸性品紅的研究.pdf

1、作為新型污染物之一，納米材料的廣泛使用所帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)已成為近年來研究的熱點(diǎn)，研究如何有效去除這些污染物的新方法已成為人們關(guān)注的重點(diǎn)之一。生物材料因其來源廣泛、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)在污染物去除方面?zhèn)涫荜P(guān)注。本文以生物材料為載體，制備了聚乙烯亞胺(PEI)功能化的柚子皮(GP)和蛋殼膜(ESM)，主要研究了它們對(duì)水溶液中CdTe量子點(diǎn)(CdTe QDs)的去除作用，同時(shí)還研究了其對(duì)酸性品紅(AF)染料的吸附性能。重點(diǎn)探究了在吸附過程中的最優(yōu)條件

2、，探討了吸附機(jī)理。
　　1.以農(nóng)林廢棄物GP為載體，通過一種簡(jiǎn)單的一步合成法將不同濃度PEI負(fù)載到GP上，成功制備了一系列富含氨基的生物吸附劑PEI-GP。通過SEM、FT-IR和XPS等表征手段證明了PEI成功修飾在了GP表面。制備得到的吸附劑被用于吸附CdTe QDs，實(shí)驗(yàn)過程中，研究了PEI濃度、溶液pH、吸附時(shí)間、CdTe QDs初始濃度以及離子強(qiáng)度和腐殖酸(HA)對(duì)吸附的影響。結(jié)果表明，未功能化的GP對(duì)CdTeQDs無吸

3、附能力，當(dāng)PEI濃度為0.8g/L時(shí)，材料對(duì)CdTe QDs吸附性能最佳，pH為8.4時(shí)吸附達(dá)到最大，吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)，吸附等溫線符合Frendlich等溫模型。離子強(qiáng)度對(duì)吸附影響較大，而HA對(duì)材料的吸附幾乎無影響。以上研究結(jié)果表明PEI-GP生物吸附劑可用于CdTe QDs的吸附去除。
　　2.選取ESM為生物基底材料，直接用PEI功能化ESM得到PEI-ESM用以吸附去除CdTe QDs。通過對(duì)PEI濃度的優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)

4、當(dāng)PEI濃度為2.0g/L時(shí)，制備的 PEI-ESM對(duì)CdTe QDs的吸附最佳。詳細(xì)研究了溶液pH、吸附時(shí)間、CdTe QDs初始濃度等條件對(duì)PEI-ESM-2.0吸附CdTe QDs的影響，獲得了優(yōu)化條件。結(jié)果表明，最佳pH為9.0，吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)，吸附等溫線符合Langmuir模型，最大吸附量達(dá)到400mg/g，未功能化的ESM對(duì)CdTe QDs無吸附能力，這充分說明了材料的優(yōu)越性。另外，選取該材料作為柱填料成功應(yīng)用于

5、實(shí)際水樣中CdTe QDs的去除，結(jié)果表明，該生物材料成本低、環(huán)境友好，可應(yīng)用于實(shí)際水樣中CdTe QDs的去除。
　　3.基于PEI-ESM表面所帶正電荷，利用靜電引力作用，將合成的PEI-ESM材料用于去除陰離子染料AF。在PEI濃度的優(yōu)化過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PEI濃度為10g/L時(shí)，制備的材料對(duì)AF的吸附能力最強(qiáng)，與未功能化的ESM相比，吸附效果增加了3倍。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PEI-ESM對(duì)AF的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)，吸附等溫線符合Lan