微波輔助合成反相鎘離子印跡聚合物及其對廢水中鎘的吸附和固相萃取.pdf

1、鎘是一種具有致癌、致畸的有毒重金屬，可以對環(huán)境和人體造成嚴重的危害。離子印跡聚合物具有高選擇性、良好的穩(wěn)定性、良好的循環(huán)使用能力及應用范圍廣等優(yōu)點，作為一種新型的吸附材料可以被用來分離和去除水中的重金屬離子。制備印跡聚合物過程中采用微波輔助法可以縮短聚合時間，加快反應的進行。本文通過微波輔助兩種聚合方法、選擇不同的功能單體分別制備了兩種不同的鎘離子印跡聚合物并用于水中鎘離子的吸附和固相萃取。
　　以β-環(huán)糊精和丙烯酰胺作為功能單體

2、、環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑、過硫酸銨作為引發(fā)劑通過微波輔助反相乳液聚合法制備鎘離子印跡聚合物（IEIIP）。用SEM、FTIR和TG對IEIIP進行結(jié)構(gòu)表征。研究了Cd(Ⅱ)的初始濃度、溶液pH值、反應溫度、時間和競爭離子對IEIIP吸附量的影響。在最佳吸附條件下，IEIIP的吸附量達到107mg/g。非印跡聚合物的吸附量比印跡聚合物的吸附量小52.4mg/g。選擇性研究表明，IEIIP對Cd2+/Pb2+、Cd2+/Cu2+和Cd2+/Z

3、n2+的選擇性系數(shù)分別為2.7624、3.8154和1.1500。而IENIP的選擇性系數(shù) k分別為0.4521、0.5024和0.3747，說明IEIIP對溶液中的鎘離子有較好的選擇性。此外，用準一級、準二級動力學模型和顆粒內(nèi)擴散模型描述IEIIP對鎘的吸附動力學行為。結(jié)果表明準二級動力學方程能很好地描述IEIIP的吸附行為。Langmuir等溫線模型符合IEIIP對溶液中Cd(Ⅱ)的吸附行為，表明吸附過程是以單層吸附為主。Scatc

4、hard分析得到的離解常數(shù)KD和最大表觀結(jié)合能力Qmax分別為72.99mg/L和130mg/g，說明IEIIP對Cd(Ⅱ)的吸附位點是等價的。熱力學參數(shù)ΔG0<0、ΔH0>0和ΔS0>0表明吸附過程是自發(fā)的、吸熱的。
　　采用IEIIP作為固相萃取吸附劑，研究了洗脫液濃度、Cd(Ⅱ)初始濃度、pH值和競爭離子對萃取效率的影響，并對IEIIP固相萃取柱的重復性和精密度進行檢驗。結(jié)果表明，洗脫液甲醇：乙酸為7:1時富集效果最好，Cd

5、(Ⅱ)的濃度為10μg/L，溶液pH值為7時萃取效率最高。IEIIP固相萃取柱在重復使用5次后萃取效率在70％以上。IEIIP固相萃取柱對離子混合溶液中Cd(Ⅱ)的萃取效率要高于其他競爭離子，這是因為IEIIP具有良好的選擇性。通過IEIIP固相萃取柱平行分析11次標準溶液來檢驗方法的精密度，相對標準偏差（RSD）為2.699%，檢出限3σ為0.8094μg/L（n=11）。對實際廢水樣本中Cd(Ⅱ)的加標回收率在93.58%到101%

6、之間。
　　以席夫堿作為功能單體、EGDMA作為交聯(lián)劑、AIBN作為引發(fā)劑通過微波輔助反相乳液-懸浮聚合制備了鎘離子印跡聚合物（IESIIP）。采用SEM、FTIR對 IESIIP進行結(jié)構(gòu)表征。通過靜態(tài)吸附實驗和競爭吸附實驗研究IESIIP對溶液中Cd(Ⅱ)的吸附能力，研究了不同的影響因素包括Cd(Ⅱ)的初始濃度、溶液pH值、溫度、時間和競爭離子對IESIIP吸附效果的影響。在最佳吸附條件下，IESIIP的吸附量為179.04mg

7、/g。Cd2+/Pb2+、 Cd2+/Cu2+和 Cd2+/Zn2+的相對選擇性系數(shù) k'分別為2.1061、4.7306和4.5602表明IESIIP對鎘的選擇性要遠大于IESNIP的選擇性。IESIIP的吸附過程符合準二級動力學方程和Langmuir等溫線模型（R2>0.99）。Scatchard模型計算得到IESIIP上兩類結(jié)合位點的離解常數(shù)KD分別為16.89mg/L和39.84mg/L，最大表觀吸附量Qmax分別為105.15

8、mg/g和171.84mg/g。熱力學參數(shù)表明吸附可以自發(fā)進行，并且是吸熱過程。
　　IESIIP作為固相萃取柱填料時研究洗脫劑濃度、Cd(Ⅱ)初始濃度、pH值和競爭離子對萃取效率的影響。并評價固相萃取柱的穩(wěn)定性和精密度。結(jié)果表明最佳的洗脫條件為0.5mol/L鹽酸，萃取效率隨著Cd(Ⅱ)濃度的增大而減小，最佳的pH條件為7。該固相萃取柱經(jīng)5次重復使用后萃取效率僅僅下降了9.9%，說明該萃取柱具有良好的重復使用能力。將含有競爭離子