智能微凝膠形態(tài)調(diào)控及水體中重金屬離子去除性能研究.pdf

1、水體重金屬污染嚴重威脅著人類身體健康，針對廢液開發(fā)吸附表面積大、可迅速分離及可再生的新型吸附劑具有重要意義。智能微凝膠由于吸附容量高、處理量大、環(huán)境友好及可再生循環(huán)利用等優(yōu)點，在水體重金屬處理領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。本文首先合成了單分散的四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子，繼而結(jié)合N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)與殼聚糖(CS)，制備了同時具有磁敏、溫敏及pH敏的PNIPAM/CS/Fe3O4微凝膠，并對其進行形態(tài)調(diào)控，最后用于水體重金屬離子的

2、脫除研究。
　　(1)根據(jù)需要用共沉淀法靈活制備親、疏水性的Fe3O4磁性納米粒子。首先以PEG6000為助劑，用油酸改性，制備疏水性磁性粒子，此方法簡捷高效，有效減少了改性的冗長步驟;其次以乙醇-水(1∶1)為反應(yīng)介質(zhì)制備親水性磁性粒子，該方法不需對其改性，簡單快捷，經(jīng)濟實用。親疏水性產(chǎn)物均粒徑均一(約為12nm)，分散性良好，具有較高的磁飽和強度及良好的超順磁性。
　　(2)基于coil-globule轉(zhuǎn)變機理，用反相乳

3、液聚合法，通過控制合成溫度，制備了紡錘狀、長方體及球狀PNIPAM/CS/Fe3O4智能微凝膠。所得產(chǎn)物粒徑均一，分散性良好，平均粒徑約650n m; Fe3O4成分約占25％，具有良好超順磁性;同時具有良好的溫度及pH敏感性，LCST約32℃，紡錘狀微凝膠的溫敏性優(yōu)于球狀微凝膠，同種微凝膠在酸性條件下的LCST略大于中性條件。該微凝膠對重金屬離子有一定的脫除性能，球狀微凝膠的吸附能力好于棒狀微凝膠。
　　(3)對球狀PNIPAM

4、/CS/Fe3O4微凝膠吸附性能進行優(yōu)化，并對其競爭吸附、解吸及再生性能進行探究。結(jié)果表明殼聚糖濃度約為25 g·L-1，吸附溫度為27℃，廢液pH分別為5.3和6.0左右時，微凝膠對Cu2+及Pb2+可實現(xiàn)最佳吸附。競爭吸附下，對Cu2+吸附能力優(yōu)于Pb2+，兩種離子去除率均高于91％。外加磁場作用下，該微凝膠輕松實現(xiàn)重金屬離子的富集與輸送;同時，依靠自身敏感特性，微凝膠可解吸部分吸附的重金屬離子。低濃度有機弱酸輔助下，微凝膠再生性能