新型功能化吸附材料的制備及其分離富集痕量組分的應(yīng)用研究.pdf

1、經(jīng)濟和工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，導(dǎo)致重金屬離子和有毒有機小分子的消耗和排放與日俱增，造成日趨嚴(yán)重的環(huán)境污染。準(zhǔn)確測定地質(zhì)、生物和環(huán)境樣品中的痕量元素是分析化學(xué)中的一項十分重要的研究內(nèi)容。雖然現(xiàn)代分析儀器有了很大的發(fā)展，但在進行地質(zhì)、生物、環(huán)境、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等樣品中的痕量和超痕量組分分析時，由于方法的靈敏度不夠及大量共存元素的干擾，直接測定常常很困難。所以在分析實踐中，復(fù)雜樣品需要經(jīng)過一定的預(yù)處理--富集分離以后才能進入分析儀器進行準(zhǔn)確的測定。而

2、樣品的富集分離通常需要借助選擇性高、吸附容量大的各種吸附材料和合適的分離方法。因此，本論文以建立痕量組分的富集分離及分析為目的，合成了幾種功能化吸附分離材料，并對材料的選擇性吸附性能開展了系統(tǒng)研究。同時，對納米氫氧化鎳電極材料進行了研究。主要進行了以下幾方面的研究工作。 1.應(yīng)用硅膠表面印跡技術(shù)，以Fe(III)，Ni(II)和Al(III)為印跡離子、3-氨基丙基-三乙氧基硅烷為功能單體，制備了Fe(III)，Ni(II)和A

3、l(III)的氨基功能化表面印跡聚合物。研究了印跡聚合物和非印跡聚合物對Fe(III)，Ni(II)和Al(III)的分離富集特性。結(jié)果如下：(1)相比傳統(tǒng)吸附劑和非印跡材料，F(xiàn)e(III)印跡聚合物對Fe(III)具有較好的選擇性和吸附容量。Fe(III)印跡聚合物和非印跡聚合物的最大靜態(tài)吸附容量分別是25.21和5.10 mg g-1；在Fe(III)和Cr(III)的相同濃度的混合溶液中，F(xiàn)e(III)印跡硅膠對Fe(III)的最

4、大選擇性系數(shù)為451，F(xiàn)e(III)/ Cr(III)的相對選擇性因子為49.9。Fe(III)印跡硅膠固相萃取痕量鐵的檢出限為0.34μg L-1，方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5％，將該法用于水樣和植物樣品中痕量Fe(III)的測定，得到滿意的結(jié)果。(2)相比傳統(tǒng)吸附劑和非印跡硅膠，Ni(II)印跡吸附劑對Ni(II)具有很高的吸附選擇性和吸附容量。Ni(II)印跡聚合物和非印跡聚合物的最大靜態(tài)吸附容量分別是12.61和4.25 mg g

5、-1:在Ni(II)和干擾離子具有相同濃度的混合溶液中，Ni(II)/Cu(II)，Ni(II)/Co(II)，Ni(II)/Zn(II)和Ni(II)/Pd(II)的相對選擇性因子分別為45.99，32.83，43.79和28.36。Ni(II)印跡硅膠固相萃取痕量Ni(II)的檢出限為0.16μg L-1，該方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.48％，將該法用于水樣和植物樣品中痕量Ni(II)的測定，得到滿意的結(jié)果。(3)相比傳統(tǒng)吸附劑和非印跡

6、硅膠，Al(III)印跡吸附劑對Al(III)具有很高的吸附選擇性和吸附容量。Al(III)印跡聚合物和非印跡聚合物的最大靜態(tài)吸附容量分別是11.46 mg g-1和6.28 mg g-1；在Al(III)和干擾離子Cr(III)具有相同濃度的混合溶液中，Al(III)/Cr(III)的相對選擇性因子分別為6.73。Al(III)印跡硅膠固相萃取痕量Al(III)的檢出限為0.36μg L-1，該方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.2％。

7、2.以丙烯酰胺為功能單體、季戊四醇三丙烯酸酯為交聯(lián)劑、偶氮二異丁腈做引發(fā)劑，以姜黃素分子作模板分子制備了姜黃素分子的印跡聚合物，研究了印跡聚合物和非印跡聚合物對姜黃素分子的選擇吸附性能。結(jié)果表明，經(jīng)過印跡的聚合物對模板分子具有很好的特異性結(jié)合能力，為復(fù)雜樣品中的姜黃素物質(zhì)的選擇性富集及快速檢測提供了新的途徑。 3.采用加表面活性劑于緩沖溶液中的化學(xué)沉淀法直接合成了具有納米結(jié)構(gòu)特征的氫氧化鎳膿納米管(CNTs)粉末。分析了不同直徑

8、和含量的CNTs對Ni(OH)2電化學(xué)性能的影響。首先，CNTs被分散在氫氧化鈉溶液中，然后在合成納米Ni(OH)2的過程中引入CNTs，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成復(fù)合材料。本實驗中，分別選用了10-20nm、20-40 nm、60-100 nm質(zhì)量百分含量分別為2wt％、5wt％、10 wt％、25 wt％和50 wt％的CNTs，結(jié)果發(fā)現(xiàn)合成過程中用20-40 nm25 wt％的CNTs的復(fù)合材料電化學(xué)性能最好。其放電比容量可以達到280 m