亞氨乙酸型復(fù)合螯合材料的制備及其對(duì)重金屬與稀土離子吸附性能和吸附熱力學(xué)研究.pdf

1、亞氨二乙酸基團(tuán)中含有兩個(gè)羧基和一個(gè)氨基基團(tuán)，是典型的三齒配位基團(tuán)，故亞氨乙酸型螯合吸附材料對(duì)多種重金屬及稀土離子具有很強(qiáng)的螯合吸附作用。本研究將甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）接枝聚合在微米級(jí)硅膠微粒表面，然后通過(guò)環(huán)氧基團(tuán)的開(kāi)環(huán)反應(yīng)將亞氨二乙酸基團(tuán)鍵合在 PGMA大分子鏈上，制得了鍵合有亞氨二乙酸基團(tuán)（IDAA）的復(fù)合型螯合吸附材料IDAA-PGMA/SiO2。本文重點(diǎn)研究了IDAA-PGMA/SiO2對(duì)重金屬及稀土離子的螯合吸附行為,深

2、入地研究了吸附機(jī)理與吸附熱力學(xué)。本文的研究結(jié)果在螯合吸附研究方面，尤其在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具有明顯的科學(xué)意義與參考價(jià)值。
　　憑借偶聯(lián)劑γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的媒介作用，在溶液聚合體系中，采用“grafting from”法將單體甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)接枝于微米級(jí)硅膠微粒表面，制得了接枝微粒PGMA/SiO2。使亞氨二乙酸二鈉與接枝PGMA的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，將 IDAA基團(tuán)引入接枝微粒表面，制得了復(fù)合螯合微

3、粒IDAA-PGMA/SiO2。采用紅外光譜(FTIR)法對(duì)接枝微粒 PGMA/SiO2以及功能微粒IDAA-PGMA/SiO2進(jìn)行了表征，并采用化學(xué)分析法測(cè)定了PGMA/SiO2上環(huán)氧基團(tuán)含量，通過(guò)稱重法測(cè)得了IDAA的鍵合率。結(jié)果表明，在接枝聚合過(guò)程中，適宜的反應(yīng)條件為：?jiǎn)误w濃度11 mL，引發(fā)劑用量1.4％，溫度70℃，反應(yīng)20h，在此適宜條件下，PGMA的接枝度可達(dá)23.55g/100g。鍵合IDAA的反應(yīng)，需在pH值較高的條件

4、下進(jìn)行，當(dāng)pH=12.5時(shí)，可制得鍵合率為70%的功能微粒IDAA-PGMA/SiO2。
　　考察了螯合吸附材料 IDAA-PGMA/SiO2對(duì)幾種重金屬離子的螯合吸附行為，深入研究了吸附機(jī)理與吸附熱力學(xué)。研究結(jié)果表明，亞氨二乙酸基團(tuán)與重金屬離子之間的配位螯合作用與靜電作用的協(xié)同，導(dǎo)致 IDAA-PGMA/SiO2對(duì)重金屬離子產(chǎn)生強(qiáng)的螯合吸附作用，尤其對(duì)Pb2+離子表現(xiàn)出很強(qiáng)的螯合吸附能力，30℃下吸附容量可達(dá)24 g/100g；

5、吸附過(guò)程屬于焓驅(qū)動(dòng)的放熱過(guò)程，升高溫度，吸附容量減?。辉诳梢种平饘匐x子水解的pH范圍內(nèi)，介質(zhì)的pH值越高，IDAA-PGMA/SiO2的螯合吸附能力越強(qiáng)；IDAA-PGMA/SiO2對(duì)性質(zhì)不同的金屬離子的吸附性能是有差別的，吸附容量的順序?yàn)镻b2+＞Cd2+＞Ni2+。
　　本文也考察了螯合吸附材料 IDAA-PGMA/SiO2對(duì)幾種稀土離子的螯合吸附行為，深入研究了吸附機(jī)理與吸附熱力學(xué)。研究結(jié)果表明，IDAA-PGMA/SiO2