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隨著工農業(yè)的發(fā)展及經濟增長，由重金屬離子造成的污染日益嚴重，開發(fā)新型、高效、低成本的重金屬離子吸附劑是當今世界的迫切需要。論文的研究工作將聚苯胺對重金屬離子的強絡合特性與凹凸棒的高比表面、優(yōu)良的機械性能相結合，制備了一類新型復合離子印跡材料。首先以ATP為載體，用原位聚合法制備出PANI/ATP納米復合材料，探討了復合材料對重金屬離子的吸附性能。其次以Ni2+為模板離子，苯胺為功能單體，改性凹凸棒粘土為載體，經環(huán)氧氯丙烷的交聯(lián)作用制備了不同質子酸摻雜的Ni(Ⅱ)-PANI/ATP印跡聚合物，研究了其對Ni2+的吸附性能，主要研究結果如下所述:
1.采用原位聚合法合成了鹽酸摻雜的PANI/ATP納米復合材料。表征了材料的化學結構和形貌特征。研究了材料對含痕量Hg2+的模擬廢水的吸附，考查了影響Hg(Ⅱ)吸附性能的主要因素，以及吸附過程符合的等溫吸附模型。結果表明，當苯胺和凹土的物料配比為m(An)∶m(ATP)=1∶1，吸附劑用量為0.2g，吸附時間120min時，對汞離子的吸附率達到89.73％，對Hg2+的吸附熱力學數(shù)據(jù)擬合結果符合Langmuir吸附等溫方程。
2.研究了Cu2+、Hg2+、Ni2+三種重金屬離子在PANI/ATP復合材料上的競爭吸附，考查了影響Cu2+、Hg2+、Ni2+競爭吸附的主要因素，以及吸附過程符合的等溫吸附模型。結果表明，Hg2+、Cu2+和Ni2+三種離子在PANI/ATP上的最大吸附容量分別為159.73，137.55和107.42mgg-1。三元體系重金屬離子在PANI/ATP復合材料上競爭吸附的順序為Hg2+＞Cu2+＞Ni2+。Hg2+在PANI/ATP復合材料上的吸附熱力學符合Langmuir等溫吸附模型，而Cu2+和Ni2+符合Freundlich等溫吸附模型。
3.采用硅烷偶聯(lián)劑(KH-570)有機改性的凹凸棒粘土為載體，苯胺為功能單體，環(huán)氧氯丙烷作交聯(lián)劑，制備了Ni(Ⅱ)-離子印跡聚苯胺(Ni(Ⅱ)-PANI/ATP)。采用FT-IR、SEM、BET對其結構進行了表征。探討了影響材料吸附性能的主要因素，以及印跡聚合物對Ni2+的吸附容量和選擇識別性。結果表明:Ni(Ⅱ)-PANI/ATP對Ni2+具有較強的選擇吸附性，最大吸附容量可達123.61mgg-1，Ni2+/Cu2+，Ni2+/Hg2+和Ni2+/Cr2O72-體系相對選擇吸附系數(shù)分別為80.94，31.68和5.29。印跡聚合物對水體中Ni2+吸附實驗數(shù)據(jù)得熱力學擬合結果符合Freundlich等溫吸附方程，動力學擬合結果符合準二級動力學模型。
4.為了進一步提高印跡材料的選擇吸附性，采用KH-570改性凹凸棒粘土為載體，苯胺為功能單體，Ni2+為模板離子，環(huán)氧氯丙烷作交聯(lián)劑制備了檸檬酸摻雜的D-Ni(Ⅱ)-PANI/ATP離子印跡聚合物?？疾炝擞≯E交聯(lián)反應中物料配比、檸檬酸用量、模板離子濃度、環(huán)氧氯丙烷用量、印跡交聯(lián)反應時間等因素對D-Ni(Ⅱ)-PANI/ATP吸附性能的影響。研究了印跡聚合物的選擇吸附性能。結果表明:檸檬酸摻雜的印跡聚合物對水體中Ni2+的吸附性能和選擇性均高于鹽酸摻雜的印跡聚合物，其對Ni2+/Cu2+，Ni2+/Hg2+和Ni2+/Cr2O72-體系相對選擇吸附系數(shù)分別為82.18，40.13和15.31。

    doi：
    10.7666/d.Y2336360
    關鍵詞：
    凹凸棒粘土 吸附性能 金屬離子 聚苯胺 選擇性吸附
    作者：
    唐靖
    學位授予單位：
    蘭州理工大學
    授予學位：
    碩士
    學科專業(yè)：
    應用化學
    導師姓名：
    徐惠
    學位年度：
    2013
    語種：
    中文
    分類號：
    TQ424
    在線出版日期：
    2013年10月30日