鉛離子印跡聚合物微球的制備及其吸附性能研究.pdf

1、鉛是嚴重危害人類健康的重金屬元素之一，對人體健康造成的損害是不可逆轉(zhuǎn)的。生活中鉛對人體造成危害主要是通過大氣和水體污染，其中水污染是引起人鉛中毒的最主要原因。一直以來，對水環(huán)境中鉛離子的富集分離都是研究熱點。其中通過離子印跡技術(shù)制備具對鉛離子有特異性吸附性能的離子印跡聚合物，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文采用乳液懸浮聚合法制備以鉛離子為模板的離子印跡聚合物，該聚合物成微球狀。并對聚合物微球表面特征、吸附特性、固相萃取性能等進行

2、了研究。主要內(nèi)容包括：
　　以Pb2+為模板，甲基丙烯酸(MAA)為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）為交聯(lián)劑，十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）為分散劑，采用乳液懸浮聚合法制備Pb2+印跡聚合物微球。考察功能單體等各要素用量對微球形態(tài)和吸附量的影響，對聚合反應(yīng)過程中的攪拌速度這一影響因素進行了優(yōu)化。經(jīng)過一系列實驗研究，得到各物質(zhì)的最佳用量為：Pb(NO3)2，4.0mmol；MAA，12.0mmol；EDMA，8.0mL；甲苯

3、，6.0mL；SDBS，0.8g；Span80，0.3mL；AIBN，0.2g；攪拌速度，400r/min。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜儀、液氮吸附儀等對鉛離子印跡微球進行表征。
　　通過一系列實驗研究影響Pb2+印跡聚合物微球吸附 Pb2+的因素。結(jié)果表明，當(dāng)pH在4-9范圍內(nèi)印跡聚合物微球?qū)︺U離子的飽和吸附量較大，吸附鉛離子的最佳pH為5。對吸附過程中溫度的影響進行研究，并利用熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系式計算得到吸附焓（ΔH）、

4、自由能（ΔG）及吸附熵（ΔS），結(jié)果表明該吸附過程是自發(fā)進行且伴隨吸熱的吸附過程。通過不同動力學(xué)模型對吸附動力學(xué)曲線進行擬合，相比較于Lagergren二級動力學(xué)模型，印跡聚合物微球的吸附動力學(xué)更符合Lagergren一級動力學(xué)模型，相關(guān)系數(shù)R2=0.9893，吸附速率常數(shù)為0.5646min-1。
　　通過靜態(tài)平衡吸附實驗系統(tǒng)分析聚合物微球的吸附性能和選擇性。與非離子印跡微球相比較，離子印跡微球?qū)b2+具有較好的識別選擇性，飽

5、和吸附容量為15.29mg/g；該離子印跡聚合物吸附平衡快，3h達到吸附平衡；在競爭離子Cd2+存在的條件下，靜態(tài)分配系數(shù)KD和分離因子分別為1616mL·g-1和19.01。通過不同吸附等溫線方程對實驗所得數(shù)據(jù)行線性擬合，結(jié)果表明，吸附等溫線更符合Langmuir吸附等溫方程，線性相關(guān)系數(shù)為0.9989。
　　以Pb2+印跡聚合物微球為填充介質(zhì)制備了離子印跡固相萃取柱，通過對穿透曲線的測定，得到鉛離子印跡聚合物微球?qū)︺U離子的動態(tài)