聚胺硅膠雜化材料的制備與吸附性能研究.pdf

1、表面印跡法通過控制聚合物表面印跡孔穴的空間架構(gòu),在吸附材料表面建立特異結(jié)合位點,從而提高對目標離子的選擇性,該方法能夠?qū)崿F(xiàn)印跡聚合物和模板離子之間快速的結(jié)合與分離。本論文以硅膠為載體、聚烯丙基胺(PAA)為表面改性劑,以銅離子為模板離子,采用表面離子印跡法合成了一種能選擇性吸附識別Cu2+的印跡聚烯丙基胺硅膠材料(IIP-PAA/SiO2)?？疾炝薖AA/SiO2和IIP-PAA/SiO2的合成條件,研究了表面負載和表面離子印跡的過程;

2、測定了材料對Cu2+離子的吸附特性,并探討其吸附選擇機理。
　　 通過物理包覆法將聚烯丙基胺吸附在硅膠表面,制備的PAA/SiO2具有對銅離子有很高的吸附容量,硅膠負載PAA試驗表明:以5 g活化硅膠為基準,溶劑與功能單體用量之比為0.426,負載時間24h,操作溫度為室溫,制備的PAA/SiO2表面負載聚胺量為8％左右。
　　 在合成PAA/SiO2基礎(chǔ)上,以Cu2+為模板離子,環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑,采用表面離子印跡技術(shù)

3、對螯合材料PAA/SiO2材料進行交聯(lián)印跡,制備了新型Cu2+印跡聚胺硅膠材料(IIP-PAA/SiO2)。優(yōu)化得到IIP-PAA/SiO2制備的條件為:印跡前材料的Cu2+和N原子的摩爾比為0.5,環(huán)氧氯丙烷用量與N原子的摩爾之比為0.6,交聯(lián)時間3 h,交聯(lián)反應(yīng)溫度323 K,反應(yīng)溶劑為甲醇。在競爭離子Zn2+存在下,當Cu2+和Zn2+兩種混合離子濃度比約為1:1時,IIP-PAA/SiO2對銅離子的選擇性系數(shù)為62.7,相對于P

4、AA/SiO2選擇性系數(shù)4.13提高約15倍,為復(fù)雜樣品中銅離子的選擇性分離提供了新的途徑。與PAA/SiO2相比,IIP-PAA/SiO2材料對銅離子的飽和吸附容量也有所提高。
　　 采用靜態(tài)吸附法研究了PAA/SiO2、IIP-PAA/SiO2材料對Cu2+離子的吸附容量和選擇性能。結(jié)果表明:材料吸附Cu2+的最佳pH值為4.0～5.0:在試驗溫度范圍內(nèi),PAA/SiO2對Cu2+的吸附量隨著溫度的升高而升高,而IIP-PA

5、A/SiO2對銅的吸附量隨溫度升高而降低,變化趨勢相反。熱力學曲線表明IIP-PAA/SiO2對Cu2+的吸附平衡符合Langmuir吸附等溫方程,IIP-PAA/SiO2的熱力學參數(shù)焓變?yōu)樨?吸附的吉布斯自由能△G0為負值。動力學實驗表明用擬二級動力學方程可以很好的描述離子印跡聚合物IIP-PAA/SiO2對銅離子的吸附行為,相關(guān)系數(shù)均在0.95以上。材料PAA/SiO2和IIP-PAA/SiO2具有再生吸附性能,經(jīng)過5次吸附-解吸循