亞氨乙酸型復合螯合材料的制備及其對重金屬與稀土離子吸附性能和吸附熱力學研究.pdf

1、亞氨二乙酸基團中含有兩個羧基和一個氨基基團，是典型的三齒配位基團，故亞氨乙酸型螯合吸附材料對多種重金屬及稀土離子具有很強的螯合吸附作用。本研究將甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）接枝聚合在微米級硅膠微粒表面，然后通過環(huán)氧基團的開環(huán)反應將亞氨二乙酸基團鍵合在 PGMA大分子鏈上，制得了鍵合有亞氨二乙酸基團（IDAA）的復合型螯合吸附材料IDAA-PGMA/SiO2。本文重點研究了IDAA-PGMA/SiO2對重金屬及稀土離子的螯合吸附行為,深

2、入地研究了吸附機理與吸附熱力學。本文的研究結(jié)果在螯合吸附研究方面，尤其在環(huán)境保護領(lǐng)域，具有明顯的科學意義與參考價值。
　　憑借偶聯(lián)劑γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的媒介作用，在溶液聚合體系中，采用“grafting from”法將單體甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)接枝于微米級硅膠微粒表面，制得了接枝微粒PGMA/SiO2。使亞氨二乙酸二鈉與接枝PGMA的環(huán)氧基團發(fā)生開環(huán)反應，將 IDAA基團引入接枝微粒表面，制得了復合螯合微

3、粒IDAA-PGMA/SiO2。采用紅外光譜(FTIR)法對接枝微粒 PGMA/SiO2以及功能微粒IDAA-PGMA/SiO2進行了表征，并采用化學分析法測定了PGMA/SiO2上環(huán)氧基團含量，通過稱重法測得了IDAA的鍵合率。結(jié)果表明，在接枝聚合過程中，適宜的反應條件為：單體濃度11 mL，引發(fā)劑用量1.4％，溫度70℃，反應20h，在此適宜條件下，PGMA的接枝度可達23.55g/100g。鍵合IDAA的反應，需在pH值較高的條件

4、下進行，當pH=12.5時，可制得鍵合率為70%的功能微粒IDAA-PGMA/SiO2。
　　考察了螯合吸附材料 IDAA-PGMA/SiO2對幾種重金屬離子的螯合吸附行為，深入研究了吸附機理與吸附熱力學。研究結(jié)果表明，亞氨二乙酸基團與重金屬離子之間的配位螯合作用與靜電作用的協(xié)同，導致 IDAA-PGMA/SiO2對重金屬離子產(chǎn)生強的螯合吸附作用，尤其對Pb2+離子表現(xiàn)出很強的螯合吸附能力，30℃下吸附容量可達24 g/100g；

5、吸附過程屬于焓驅(qū)動的放熱過程，升高溫度，吸附容量減??；在可抑制金屬離子水解的pH范圍內(nèi)，介質(zhì)的pH值越高，IDAA-PGMA/SiO2的螯合吸附能力越強；IDAA-PGMA/SiO2對性質(zhì)不同的金屬離子的吸附性能是有差別的，吸附容量的順序為Pb2+＞Cd2+＞Ni2+。
　　本文也考察了螯合吸附材料 IDAA-PGMA/SiO2對幾種稀土離子的螯合吸附行為，深入研究了吸附機理與吸附熱力學。研究結(jié)果表明，IDAA-PGMA/SiO2