銅離子印跡復(fù)合材料的制備及吸附性能研究.pdf

1、銅是高等動(dòng)植物必需的微量元素之一，其本身毒性較小，但像大多數(shù)的重金屬離子一樣，當(dāng)過量存在于人體或環(huán)境中時(shí)，會(huì)嚴(yán)重危害人體生命健康或周圍生態(tài)系統(tǒng)。因此合理高效地分離和回收銅離子具有重要意義。
　　采用表面接枝和表面印跡技術(shù)，以正硅酸乙酯改性后的Al2O3粉末為載體，殼聚糖為功能單體，制備了一種 Cu2+印跡復(fù)合材料(IIP/Al2O3),采用傅里葉變換紅外光譜、掃描電鏡、能量色散X射線光譜和熱重分析等技術(shù)對(duì) IIP/Al2O3的性質(zhì)

2、和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，結(jié)果表明，Cu2+印跡殼聚糖被有效接枝到了Al2O3表面，接枝率為3.42 g/g。
　　研究IIP/Al2O3的對(duì)Cu2+的靜態(tài)吸附行為，考察了溶液初始Cu2+濃度和pH等對(duì)吸附效果的影響，進(jìn)一步研究了 IIP/Al2O3對(duì) Cu2+的吸附動(dòng)力學(xué)和等溫吸附模型及熱力學(xué)行為，評(píng)價(jià)其選擇性分離特性和穩(wěn)定性，結(jié)果表明，動(dòng)力學(xué)和吸附平衡數(shù)據(jù)分別符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和朗格繆爾等溫吸附模型；熱力學(xué)研究表明 IIP/Al2O3

3、對(duì) Cu2+的吸附是吸熱過程且一個(gè)無序度增大的自發(fā)過程。在298 K、313 K、318 K和323 K下，IIP/Al2O3對(duì)Cu2+的最大吸附容量分別為31.35、34.66、38.91和41.39 mg/g。將IIP/Al2O3用于分離 Cu2+，Ni2+和Zn2+混合溶液中的Cu2+，發(fā)現(xiàn)，IIP/Al2O3對(duì) Cu2+的選擇性因子遠(yuǎn)高于Ni2+和Zn2+；此外，在靜態(tài)條件下，IIP/Al2O3具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和可再生性，重復(fù)1

4、0次吸附-脫附后，IIP/Al2O3的吸附容量?jī)H減少了2％。
　　研究IIP/Al2O3對(duì)Cu2+的動(dòng)態(tài)吸附行為，考察了溶液Cu2+初始濃度、柱高、pH以及流速等參數(shù)對(duì)填充柱吸附效果的影響，利用Thomas、Yoon-Nelson、Wolborska和BDST四種模型對(duì)IIP/Al2O3柱吸附Cu2+過程進(jìn)行分析，探索了動(dòng)態(tài)條件下Cu2+最佳洗脫條件，評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)下其選擇性分離特性和穩(wěn)定性。結(jié)果表明，當(dāng) Cu2+濃度為100 mg/L

5、、柱高為37.25 mm、流速為1.0 mL/min和pH為5時(shí)，IIP/Al2O3的穿透吸附容量和動(dòng)態(tài)吸附容量分別為4.03和15.68 mg/g；Thomas和Yoon-Nelson模型對(duì)IIP/Al2O3吸附Cu2+能很好擬合；BDST模型適宜來描述IIP/ Al2O3填充柱對(duì)Cu2+的動(dòng)態(tài)吸附行為中穿透時(shí)間與柱高的關(guān)系。在柱高為37.25 mm和洗脫液流速為1.0 mL/min下，15 mL0.6 mol/L鹽酸溶液對(duì)Cu2+脫