毒性含氧酸根離子表面印跡材料的制備及其離子識(shí)別與結(jié)合特性研究.pdf

1、隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),水體污染問題日益嚴(yán)重,尤其是一些毒性的含氧酸根離子對(duì)水質(zhì)的污染已對(duì)人類的健康及水環(huán)境生態(tài)平衡造成了極大的威脅。因此,積極發(fā)展新技術(shù)與新材料,設(shè)法從水環(huán)境中去除毒性的含氧酸根離子,是一項(xiàng)刻不容緩的環(huán)境治理課題。本課題采用新型表面離子印跡技術(shù),分別制備了鉻酸根和鉬酸根離子表面印跡材料,并深入研究了它們對(duì)模板離子的識(shí)別選擇性與結(jié)合親和性。本研究制得的印跡材料在去除水介質(zhì)中的毒性含氧酸根離子方面,具有潛在的應(yīng)用前景,對(duì)

2、環(huán)境保護(hù)有重大的科學(xué)意義。
　　首先,利用偶聯(lián)劑γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-540)對(duì)硅膠微粒進(jìn)行表面改性,制得改性微粒 AMPS-SiO2;使改性微粒表面的氨基與溶液中的過硫酸鹽構(gòu)成氧化-還原引發(fā)體系,實(shí)施單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)在硅膠微粒表面的高效接枝聚合,制得接枝微粒PDMAEMA/SiO2。采用多種手段對(duì)接枝微粒進(jìn)行了表征,研究了主要因素對(duì)DMAEMA接枝聚合反應(yīng)的影響規(guī)律,結(jié)果表明,氨基-過硫酸鹽表面

3、引發(fā)接枝聚合體系能有效地引發(fā)DMAEMA在硅膠微粒表面的接枝聚合,使用單體質(zhì)量1.0％的過硫酸鹽且在35℃的溫度條件下,可制得接枝度為24g/100g的接枝微粒PDMAEMA/SiO2。
　　又以環(huán)氧氯丙烷作為試劑,使接枝大分子PDMAEMA側(cè)鏈的叔胺基團(tuán)得以季銨化轉(zhuǎn)變反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了接枝微粒PDMAEMA/SiO2的季銨化轉(zhuǎn)變,制得了功能復(fù)合微粒QPDMAEMA/SiO2。采用紅外光譜法對(duì)復(fù)合微粒QPDMAEMA/SiO2進(jìn)行了表征

4、,考察了主要因素對(duì)該反應(yīng)的影響規(guī)律,研究表明,以環(huán)氧氯丙烷兼作溶劑,在60℃下進(jìn)行季銨化轉(zhuǎn)變反應(yīng),可制得季銨化度為65％的制得了功能微粒QPDMAEMA/SiO2。
　　以鉻酸根離子為模板離子,1,6-己二胺為交聯(lián)劑,對(duì)功能微粒表面的大分子鏈 QPDMAEMA/SiO2進(jìn)行了離子印跡,制備出鉻酸根離子印跡材料IIP-QPDMAEMA/SiO2。采用靜態(tài)法與動(dòng)態(tài)法,分別考察研究了離子表面印跡材料IIP-QPDMAEMA/SiO2對(duì)鉻

5、酸根離子的結(jié)合性能與分子識(shí)別特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,印跡材料IIP-QPDMAEMA/SiO2對(duì)鉻酸根離子具有特異的識(shí)別選擇性與優(yōu)良的結(jié)合親和性,相對(duì)于參比離子 NO3-與 HPO42-, CrO42-印跡材料IIP-QPDMAEMA/SiO2對(duì)CrO42-離子的識(shí)別選擇性系數(shù)分別為8.39和10.02,顯示出很高的離子識(shí)別能力。該離子印跡材料洗脫性能良好,以 NaCl(pH=10)溶液作為洗脫液,在18個(gè)床體積內(nèi)解吸率可達(dá)到97.6％。<

6、br>　　以鉬酸根離子為模板離子,1,6-己二胺為交聯(lián)劑,對(duì)功能微粒表面的大分子鏈 QPDMAEMA/SiO2進(jìn)行了離子印跡,制備出鉬酸根離子印跡材料IIP-QPDMAEMA/SiO2。采用靜態(tài)法與動(dòng)態(tài)法,分別考察研究了離子表面印跡材料IIP-QPDMAEMA/SiO2對(duì)鉬酸根離子的結(jié)合性能與分子識(shí)別特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,印跡材料IIP-QPDMAEMA/SiO2對(duì)鉬酸根離子具有特異的識(shí)別選擇性與優(yōu)良的結(jié)合親和性,相對(duì)于對(duì)比離子 WO42