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隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，由重金屬離子造成的污染日益嚴(yán)重，開(kāi)發(fā)新型、高效、低成本的重金屬離子吸附劑是當(dāng)今世界的迫切需要。論文的研究工作將聚苯胺對(duì)重金屬離子的強(qiáng)絡(luò)合特性與凹凸棒的高比表面、優(yōu)良的機(jī)械性能相結(jié)合，制備了一類新型復(fù)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(fù)合材料，探討了復(fù)合材料對(duì)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(jīng)環(huán)氧氯丙烷的交聯(lián)作用制備了不同質(zhì)子酸摻雜的Ni(Ⅱ)-PANI/ATP印跡聚合物，研究了其對(duì)Ni2+的吸附性能，主要研究結(jié)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(fù)合材料。表征了材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和形貌特征。研究了材料對(duì)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(guò)程符合的等溫吸附模型。結(jié)果表明，當(dāng)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(shí)間120min時(shí)，對(duì)汞離子的吸附率達(dá)到89.73％，對(duì)Hg2+的吸附熱力學(xué)數(shù)據(jù)擬合結(jié)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(fù)合材料上的競(jìng)爭(zhēng)吸附，考查了影響Cu2+、Hg2+、Ni2+競(jìng)爭(zhēng)吸附的主要因素，以及吸附過(guò)程符合的等溫吸附模型。結(jié)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(fù)合材料上競(jìng)爭(zhēng)吸附的順序?yàn)镠g2+＞Cu2+＞Ni2+。Hg2+在PANI/ATP復(fù)合材料上的吸附熱力學(xué)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(jī)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(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)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(duì)Ni2+的吸附容量和選擇識(shí)別性。結(jié)果表明:Ni(Ⅱ)-PANI/ATP對(duì)Ni2+具有較強(qiáng)的選擇吸附性，最大吸附容量可達(dá)123.61mgg-1，Ni2+/Cu2+，Ni2+/Hg2+和Ni2+/Cr2O72-體系相對(duì)選擇吸附系數(shù)分別為80.94，31.68和5.29。印跡聚合物對(duì)水體中Ni2+吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得熱力學(xué)擬合結(jié)果符合Freundlich等溫吸附方程，動(dòng)力學(xué)擬合結(jié)果符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。
4.為了進(jìn)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。考察了印跡交聯(lián)反應(yīng)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(yīng)時(shí)間等因素對(duì)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(jié)果表明:檸檬酸摻雜的印跡聚合物對(duì)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(duì)Ni2+/Cu2+，Ni2+/Hg2+和Ni2+/Cr2O72-體系相對(duì)選擇吸附系數(shù)分別為82.18，40.13和15.31。

    doi：
    10.7666/d.Y2336360
    關(guān)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(xué)位授予單位：
    蘭州理工大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    應(yīng)用化學(xué)
    導(dǎo)師姓名：
    徐惠
    學(xué)位年度：
    2013
    語(yǔ)種：
    中文
    分類號(hào)：
    TQ424
    在線出版日期：
    2013年10月30日