整體式聚丙烯腈基吸附劑的制備及其離子吸附分離性能的研究.pdf

1、為了去除水體中的重金屬污染以及從水體中提取礦物資源，本論文采用熱力學控制的溶膠凝膠法，以聚丙烯腈（PAN）為主要原料制備了一系列聚丙烯腈基高效吸附劑。值得注意的是，本論文所制備的吸附劑均為整體式材料，成功解決了傳統(tǒng)粉體吸附劑不易分離的難題，且所有吸附劑均具有層次孔結構（大孔/介孔），在降低離子內擴散阻力的同時最大限度地提高了吸附量。具體實驗過程如下：
　　在第一部分的工作中，通過熱力學控制的溶膠凝膠法制備出具有層次孔結構的聚丙烯腈

2、整體式材料基底，再將不同的官能團嫁接到該基底上制備出三種整體式重金屬吸附劑，具體做法是：1、將二乙基三胺嫁接到聚丙烯腈基底上制備出胺基改性的聚丙烯腈（D-PAN），2、經過氫氧化鈉水解制備出羧基改性的聚丙烯腈（H-PAN），3、將鹽酸羥胺嫁接到聚丙烯腈上制備出胺肟基改性的聚丙烯腈（A-PAN）。通過傅里葉紅外分析（FTIR）證實相應官能團被成功嫁接到聚丙烯腈整體式材料上。結合掃描電鏡與氮氣物理吸附分析證實了這三種吸附劑均具有層次孔結構。

3、最后將這三種吸附劑用于鉛離子吸附分離。通過實驗，測得D-PAN、H-PAN、A-PAN飽和吸附量分別144mg·g-1、206mg·g-1、242mg·g-1，三種吸附劑均表現出對鉛離子良好的吸附性能。此外，本實驗還詳細的考察了吸附過程中的吸附動力學以及溶液pH、離子強度等對吸附過程的影響。同時也考察了吸附劑的再生性能，經過四次循環(huán)測試后，吸附量仍然能保持在70%以上。
　　在第二部分工作中，采用熱力學控制的溶膠凝膠法將水熱法制備

4、的納米錳酸鋰與聚丙烯腈進行復合制備出不同比例錳酸鋰/聚丙烯腈整體式復合材料，再經過0.5M HCl酸洗后制備出具有層次孔結構的整體式鋰離子篩，并用于鋰離子的選擇性吸附。當錳酸鋰/聚丙烯腈復合比例為1.2g:0.8g時鋰離子飽和吸附量達到了27.3mg·g-1，同時表現出了良好的吸附動力學，在4h內可以達到吸附平衡。此外，為了測試吸附劑的再生性能以及展示整體式材料易于分離的優(yōu)勢，本實驗將該整體式材料填充于吸附柱中用于鋰離子吸附，吸附完成后