鉛離子印跡聚合物微球的制備及其吸附性能研究.pdf

1、鉛是嚴(yán)重危害人類(lèi)健康的重金屬元素之一，對(duì)人體健康造成的損害是不可逆轉(zhuǎn)的。生活中鉛對(duì)人體造成危害主要是通過(guò)大氣和水體污染，其中水污染是引起人鉛中毒的最主要原因。一直以來(lái)，對(duì)水環(huán)境中鉛離子的富集分離都是研究熱點(diǎn)。其中通過(guò)離子印跡技術(shù)制備具對(duì)鉛離子有特異性吸附性能的離子印跡聚合物，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文采用乳液懸浮聚合法制備以鉛離子為模板的離子印跡聚合物，該聚合物成微球狀。并對(duì)聚合物微球表面特征、吸附特性、固相萃取性能等進(jìn)行

2、了研究。主要內(nèi)容包括：
　　以Pb2+為模板，甲基丙烯酸(MAA)為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）為交聯(lián)劑，十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）為分散劑，采用乳液懸浮聚合法制備Pb2+印跡聚合物微球?？疾旃δ軉误w等各要素用量對(duì)微球形態(tài)和吸附量的影響，對(duì)聚合反應(yīng)過(guò)程中的攪拌速度這一影響因素進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)研究，得到各物質(zhì)的最佳用量為：Pb(NO3)2，4.0mmol；MAA，12.0mmol；EDMA，8.0mL；甲苯

3、，6.0mL；SDBS，0.8g；Span80，0.3mL；AIBN，0.2g；攪拌速度，400r/min。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜儀、液氮吸附儀等對(duì)鉛離子印跡微球進(jìn)行表征。
　　通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)研究影響Pb2+印跡聚合物微球吸附 Pb2+的因素。結(jié)果表明，當(dāng)pH在4-9范圍內(nèi)印跡聚合物微球?qū)︺U離子的飽和吸附量較大，吸附鉛離子的最佳pH為5。對(duì)吸附過(guò)程中溫度的影響進(jìn)行研究，并利用熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系式計(jì)算得到吸附焓（ΔH）、

4、自由能（ΔG）及吸附熵（ΔS），結(jié)果表明該吸附過(guò)程是自發(fā)進(jìn)行且伴隨吸熱的吸附過(guò)程。通過(guò)不同動(dòng)力學(xué)模型對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)進(jìn)行擬合，相比較于Lagergren二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，印跡聚合物微球的吸附動(dòng)力學(xué)更符合Lagergren一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，相關(guān)系數(shù)R2=0.9893，吸附速率常數(shù)為0.5646min-1。
　　通過(guò)靜態(tài)平衡吸附實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分析聚合物微球的吸附性能和選擇性。與非離子印跡微球相比較，離子印跡微球?qū)b2+具有較好的識(shí)別選擇性，飽

5、和吸附容量為15.29mg/g；該離子印跡聚合物吸附平衡快，3h達(dá)到吸附平衡；在競(jìng)爭(zhēng)離子Cd2+存在的條件下，靜態(tài)分配系數(shù)KD和分離因子分別為1616mL·g-1和19.01。通過(guò)不同吸附等溫線(xiàn)方程對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)行線(xiàn)性擬合，結(jié)果表明，吸附等溫線(xiàn)更符合Langmuir吸附等溫方程，線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)為0.9989。
　　以Pb2+印跡聚合物微球?yàn)樘畛浣橘|(zhì)制備了離子印跡固相萃取柱，通過(guò)對(duì)穿透曲線(xiàn)的測(cè)定，得到鉛離子印跡聚合物微球?qū)︺U離子的動(dòng)態(tài)