携带季铵阳离子的铜(Ⅱ)离子印迹聚合物制备及吸附性能研究

以N,N-二甲基烯丙基胺,5-氯甲基水杨醛及邻氨基苯酚为原料合成5-[氯化(N,N-二甲基-N-烯丙基铵基)甲基]水杨醛缩邻氨基苯酚(DMAA-QAs-HAE),之后以甲基丙烯酸甲酯为共聚单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用悬浮聚合法,制得携带季铵阳离子的铜(Ⅱ)离子印迹聚合物[Cu(Ⅱ)-IIPs]。实验结果表明:在pH=4,铜(Ⅱ)离子初始浓度为800mg/L,25℃,吸附15min,Cu(Ⅱ)-IIPs对铜(Ⅱ)离子的最大吸附量可达52.78mg/g,对干扰离子Fe~(3+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ni~(2+)都有良好的选择吸附性能。     

钴离子表面印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

以钴离子为模板离子,硅胶为基底,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷为功能单体,环氧氯丙烷为交联剂,采用表面印迹技术制备并表征了钴离子印迹聚合物[Co(Ⅱ)-IIP],研究了其对钴离子的吸附性能。结果表明,在25℃、pH=5~6时平衡吸附时间为1h,最大吸附量为20.05mg/g。Co(Ⅱ)-IIP对Co(Ⅱ)/Cd(Ⅱ)、Co(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)、Co(Ⅱ)/Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)吸附选择性系数分别为2.52、1.34、3.61、4.39。经5次吸附-解吸循环后,Co(Ⅱ)-IIP对钴离子的吸附效果并没有明显下降,表明该材料具有一定的循环利用性能。     

铯离子表面印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

采用表面印迹技术,以Cs(Ⅰ)为模板,壳聚糖为功能单体,在介孔材料SBA-15表面进行氨基化、醛基化修饰,并以HCl为洗脱液,成功制备了铯离子表面印迹聚合物[Cs(Ⅰ)-IIP]。产物进行了FT-IR、EDS、XRD、SEM、TEM和N2吸附-脱附等表征。结果表明,Cs(Ⅰ)被成功引入材料中,且Cs(Ⅰ)-IIP仍保持着有序介孔结构。研究了Cs(Ⅰ)-IIP对溶液中Cs(Ⅰ)的吸附性能,在25℃,pH值=5~6,吸附平衡时间为1h,最大吸附量为36.19mg/g,高于非印迹聚合物(NIP)。吸附动力学较好的符合准二级动力学模型,吸附等温符合Langmuir模型。Cs(Ⅰ)-IIP对Cs(Ⅰ)/Li(Ⅰ)、Cs(Ⅰ)/Na(Ⅰ)、Cs(Ⅰ)/K(Ⅰ)、Cs(Ⅰ)/Rb(Ⅰ)、Cs(Ⅰ)/Sr(Ⅱ)的选择性系数分别为1.50,2.00,2.22,1.32,4.00,表明合成的Cs(Ⅰ)-IIP具有良好的吸附选择性。此外,经5次吸附-解吸实验后,Cs(Ⅰ)-IIP的吸附量没有明显的下降,表明该材料具有一定的循环利用性能。     

铜离子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

以4-乙烯基吡啶和丙烯酰胺为双功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,甲醇为溶剂,制备了Cu2+印迹聚合物。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对印迹和非印迹聚合物的结构和形貌进行了表征。研究了印迹聚合物对Cu2+的吸附、洗脱性能和选择识别能力。结果表明,在pH值为6.0,10min即达吸附平衡;以0.3mol/L的HCl作为洗脱液,3min洗脱率达96.0%以上;与非印迹聚合物相比,印迹聚合物对Cu2+具有优异的选择吸附和识别性能,饱和吸附量为15.67mg/g,富集倍数达50倍。     

镍离子印迹聚合物的制备表征及吸附性能

以镍离子(Ni~(2+))为模板、4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体、二乙烯基苯(DVB)为交联剂,采用沉淀聚合法制备了镍离子印迹聚合物,并采用正交试验对制备工艺进行优化,发现Ni~(2+)与4-VP用量比为1∶5(wt,质量比,下同)、Ni~(2+)与8-羟基喹啉(8-HQ)的用量比为1∶2、4-VP与DVB用量比为1∶6(Vol,体积比)、乙腈与甲苯(乙腈与甲苯的体积比为3∶1)的混合溶剂80mL时制备的聚合物具有最佳吸附能力。用红外光谱和扫描电子显微镜对聚合物的结构和形态进行表征,结果表明聚合物中存在与Ni~(2+)相互作用的特征基团。通过对聚合物吸附性能的测定,发现聚合物最佳吸附pH=8.0,达到吸附平衡的时间为4h,饱和吸附量为1.170mg/g,相对选择系数αNi/M远大于1,表明该聚合物对Ni~(2+)具有良好的选择吸附能力。     

新型汞离子印迹聚合物的吸附性能研究

以2-烯丙基硫代-5-(4-吡啶基)-[1,3,4]噻二唑(AST)、苯乙烯(St)为单体,Hg(Ⅱ)离子作为模板,制备了新型的汞离子印迹共聚物(Hg(Ⅱ)-IIP)。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对印迹和非印迹聚合物的结构和形貌进行了表征。以原子吸收光谱法(FAAS)为检测手段,研究了Hg(Ⅱ)-IIP对Hg(Ⅱ)离子的吸附和选择识别能力。结果表明,在pH值5~8条件下,30 min即可达吸附平衡,饱和吸附量是38.5mg/g。以0.1mol/L HCl与0.5 mol/L硫脲水溶液作为洗脱剂,洗脱率达97%。Hg(Ⅱ)/Cd(Ⅱ),Hg(Ⅱ)/Co(Ⅱ),Hg(Ⅱ)/Ni(Ⅱ),Hg(Ⅱ)/Zn(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)/Mn(Ⅱ)的相对选择性系数分别为6.56,14.9,14.5,8.53和12.1,体现了Hg(Ⅱ)-IIP良好的选择吸附和识别能力。     

核壳型表面离子印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

以Ni 2+为模板,Fe3O4/SiO2为核,壳聚糖为功能单体,戊二醛为交联剂,煤油为溶剂,Tween80和Span80为复合乳化剂,在反相乳液体系中制备了核壳型表面离子印迹聚合物(M-IIP)。采用红外、激光粒度对M-IIP进行表征。结果表明:最佳反应条件为HLB值为5,反应温度为40℃,乳化剂用量为0.08g/mL,交联剂为2.5mL/g,反应时间为5h。且在吸附条件为初始浓度10mg/L,pH为5~6,吸附时间为24h的条件下,吸附量达到2.5mg/g,脱除率达到了100%。M-IIP经过5次吸附脱附后,吸附量改变不大,说明制备的M-IIP重复性很好。此外,考察了竞争离子Cr3+和Cu2+存在的条件下,相对其他金属离子的相对选择系数K'大于1,表明M-IIP对镍离子有明显的选择识别能力。     

新型磁性印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

以纳米Fe3O4和TEOS为原料制备Fe3O4/SiO2颗粒;然后以壳聚糖为功能单体,环氧氯丙烷为交联剂,Cu(Ⅱ)为模板离子,在Fe3O4/SiO2表面负载印迹聚合物,从而制备了一种新型的表面印迹磁性聚合物Fe3O4/SiO2/CS.并用IR和XRD对产物进行了表征.Fe3O4/SiO2/CS对单一溶液中Cu(Ⅱ)的吸附率为82.04％,对Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)混合溶液中对Cu(Ⅱ)吸附率为77.80％,远高于对混合溶液中Fe(Ⅱ)的吸附率.制备的印迹聚合物Fe3O4/SiO2/CS对Cu(Ⅱ)有较高的吸附容量和较高的选择性.     

铁(Ⅱ)离子印迹聚合物对稀土中铁的识别性能研究

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷的媒介,将功能大分子聚乙烯亚胺(PEI)偶合接枝到硅胶微粒表面,形成了接枝材料PEI/SiO2;以Fe2+为模板离子,乙二醇二缩水甘油醚为交联剂,对化学键合在硅胶表面的PEI大分子链进行了离子印迹,制备了Fe2+印迹材料IIP-PEI/SiO2。采用静态法研究了IIP-PEI/SiO2对Fe2+的结合特性。实验结果表明,Fe2+印迹材料IIP-PEI/SiO2对Fe2+具有强的结合亲合性与优良的识别选择性。IIP-PEI/SiO2对Fe2+的结合容量可以达到1.98mmol/g,结合行为服从Freundlich单分子层吸附。相对于Ce3+与Pr3+离子,IIP-PEI/SiO2对Fe2+离子的选择性系数分别为25.57与20.63。另外,IIP-PEI/SiO2具有良好的重复使用性能。     

诺氟沙星-锌(Ⅱ)水醇体系中印迹聚合物的制备及印迹方式

以诺氟沙星与锌离子的配合物为模板分子,采用N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在水醇溶剂中成功地制备了诺氟沙星-锌(Ⅱ)分子印迹聚合物。采用紫外,红外对其金属配合方式进行了研究。结果表明,锌离子是通过与诺氟沙星中3位的羧基、4位的酮基及4-乙烯基吡啶的N原子形成三元配合物而进行金属印迹作用。等温吸附与选择性识别实验结果表明,金属存在下聚合物的吸附性能最佳,制备的聚合物对氧氟沙星及酮洛芬的分离因子分别为1.86和2.16。     

水杨酸表面印迹聚合物的水相合成与性能

以水杨酸为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用乳液聚合法在水性介质中合成了水杨酸表面印迹聚合物(SA-SMIPs),利用静态平衡吸附法研究了印迹聚合物的选择吸附性能。底物选择性实验表明,相比结构类似的间羟基苯甲酸和磺基水杨酸,SA-SMIPs对水杨酸呈现了较好的选择性。Scatchard分析表明,印迹聚合物中形成了两类结合位点,离解常数分别为2.03mmol/L和9.97mmol/L。吸附动力学研究表明,SA-SMIPs对水杨酸的初始表面吸附速度很快。     

水热辅助表面接枝印迹法制备Cd(Ⅱ)离子印迹硅胶及其性能研究

采用水热辅助表面接枝印迹技术,以Cd(Ⅱ)离子作为模板,巯基丙基三甲氧基硅烷为功能分子,环氧氯丙烷为交联剂,在硅胶表面制备出高容量的Cd(Ⅱ)离子印迹硅胶材料,利用红外光谱仪、扫描电镜、热重分析仪等进行了表征,采用平衡吸附法研究了印迹硅胶材料的吸附性能和选择识别能力。结果表明,印迹硅胶材料和非印迹硅胶材料的最大吸附量分别为42.5和22.1mg/g;印迹硅胶材料对Cd(Ⅱ)离子具有较强的选择识别能力,对Cd(Ⅱ)离子的吸附行为更符合Langmuir模型,20min即可达到吸附平衡,符合准二级动力学方程,pH值在4～8范围内,保持了较好的吸附容量;重复使用时性能较好。     

磁性Fe_3O_4@离子印迹聚(MMA-HPMA-DVB)复合材料的合成及其对水中Ni(Ⅱ)选择性吸附

采用超声协助悬浮聚合法以Ni(Ⅱ)离子为模板制备了氨基功能化纳米Fe_3O_4-离子印迹聚(甲基丙烯酸甲酯(MMA)-3-(2-氨基乙基胺)-2-甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)-二乙烯基苯(DVB))磁性复合材料(Fe_3O_4@ion imprinted poly(MMA-HPMA-DVB),Fe_3O_4@IIP(MMA-HPMA-DVB))。通过EA、XRD、FTIR、TEM、VSM等手段对Fe_3O_4@IIP(MMA-HPMA-DVB)的组成、结构、形貌、磁性等进行了表征,并研究了其吸附水中Ni(Ⅱ)的性能。结果表明:合成的Fe_3O_4@IIP(MMA-HPMA-DVB)平均粒径为100nm,饱和磁化强度为43.8emu/g;共聚单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的羰基通过氢键与Fe_3O_4表面羟基结合,有利于Fe_3O_4@IIP(MMA-HPMA-DVB)的核-壳结构的形成与稳定;Fe_3O_4@IIP(MMA-HPMA-DVB)对Ni(Ⅱ)的吸附受溶液pH值影响较小;等温吸附线符合Langmuir模型,饱和吸附量(q_(m,c)=500 mg/g,q_(m,e)=478 mg/g)高于非离子印迹材料(Fe_3O_4@none-ion imprinted poly(MMA-HPMA-DVB),Fe_3O_4@NIP(MMA-HPMA-DVB)),q_(m,c)=90.9mg/g,q_(m,e)=83.8mg/g)。吸附过程可在5min内达到平衡,符合准二级动力学模型。Fe_3O_4@IIP(MMA-HPMA-DVB)能高选择性地有效吸附水中Ni(Ⅱ),对Ni(Ⅱ)的印迹因子(α)为1.9,对几种常见共存离子的选择性因子(β)7.7,是潜在的高选择性吸附和回收Ni(Ⅱ)的功能材料。     

镉离子印迹聚合物的制备及性能

采用分子印迹技术制备了以镉离子为模板,羧甲基壳聚糖为功能单体的镉离子印迹聚合物。利用红外光谱(IR)、X射线衍射光谱(XRD)以及热重分析(TG)等进行了表征。镉印迹吸附剂的衍射峰较羧甲基壳聚糖减弱变宽。键合上硅胶的印迹吸附剂的热稳定性比羧甲基壳聚糖好。研究了其对重金属镉离子的吸附行为,吸附数据符合准二级动力学模型。吸附过程可以很好地用Langmuir方程来描述。对实际水样中镉离子的回收率在98.0%～104.0%之间。     

邻苯二甲酸二甲酯表面印迹微球的合成及吸附性能评价

采用表面分子印迹技术,以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为模板分子,3-氨丙基三甲氧基硅烷为功能单体和接枝剂,正硅酸乙酯为交联剂,在二氧化硅微粒表面制备了DMP表面分子印迹聚合物微球(MIPMs)。通过傅里叶红外光谱法和扫描电镜对MIPMs进行表征,用平衡吸附实验方法研究MIPMs对DMP的结合性能。实验表明:MIPMs对DMP的吸附在1.5h左右达到平衡,最大吸附容量为78.6mg/g。同时,MIPMs对DMP的吸附量明显高于其结构类似物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二甲氧乙酯(DMOP),表现出较高的选择性识别能力。     

镉(Ⅱ)-乙二醛缩双邻氨基酚印迹聚合物的制备及其吸附性能

以Cd-乙二醛缩双邻氨基酚的配合物为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,制备了镉-乙二醛缩双邻氨基酚的分子印迹聚合物。研究了该印迹聚合物对模板分子的吸附和选择性识别,并用火焰原子吸收法考察了溶液的浓度、温度和吸附时间等因素对聚合物吸附性能的影响。结果表明,印迹聚合物对模板分子具有较好的吸附性和选择性,吸附45 min达到平衡。     

离子印迹聚合物对Sc(Ⅲ)的结合识别性能研究

将功能大分子聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)化学接枝到硅胶微粒表面,成功制得了功能接枝材料PEI/SiO2;采用表面印迹技术,以Sc3+为模板离子,乙二醇二缩水甘油醚为交联剂,对硅胶表面的PEI大分子链进行了交联,同时实现了Sc3+离子的印迹,制得了Sc3+印迹材料IIP-PEI/SiO2。采用静态法研究了IIP-PEI/SiO2对Sc3+的结合特性与识别选择性。实验结果表明,Sc3+印迹材料IIP-PEI/SiO2对Sc3+具有强的结合亲合性与优良的识别选择性。IIPPEI/SiO2对Sc3+的结合容量可以达到1.08mg/g,结合行为服从Freundlich单分子层吸附。相对于Al 3+离子和Fe3+离子,IIP-PEI/SiO2对Sc3+离子的选择性系数分别为4.21和5.73。对模拟和实际赤泥酸浸液进行了研究,实现了Sc3+的高效回收。另外,IIP-PEI/SiO2具有良好的重复使用性能。     

印迹改性磁性交联壳聚糖的表征及吸附性能

为了提高壳聚糖（CS）对Pb²⁺的去除能力,制备了印迹改性磁性交联壳聚糖（Pb-TMCS）,采用FTIR、SEM和XRD对其结构和形态进行了表征,研究了Pb-TMCS对Pb²⁺的吸附、脱附性能及选择性。结果表明：与CS相比,Pb-TMCS的表面孔隙和褶皱增多;Pb-TMCS引入了更多的-OH和-NH₂;Pb-TMCS内部包覆磁性物质Fe₃O₄,Pb-TMCS对 CS的相对选择性系数大于2;Pb-TMCS对Pb²⁺的吸附量从CS的25.57 mg/g提高到45.26 mg/g,脱附3次后仍可重复使用。Pb-TMCS回收方便,对Pb²⁺选择吸附性能好,无污染,在重金属废水处理中具有广阔的应用前景。