《溫敏印跡水凝膠對重金屬離子的選擇性吸附性能研究》是依託天津理工大學，由趙曉偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：溫敏印跡水凝膠對重金屬離子的選擇性吸附性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙曉偉
- 依託單位：天津理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對目前日益嚴重的水體重金屬污染問題，本項目將溫敏水凝膠與離子印跡技術相結合，分別製備Cd2+、Hg2+溫敏印跡水凝膠，使其在保持對模板離子高選擇性吸附的同時，能夠隨環境溫度變化，智慧型吸附/脫附重金屬離子，即綠色再生。探討聚合物結構對其溫敏特性和選擇性吸附性能的影響。研究不同聚合溫度(60℃和10℃)下獲得的水凝膠，其在高溫（環境溫度高於LCST）和低溫（環境溫度低於LCST）時的吸附/脫附性能及再生效果，實現環境溫度回響的綠色再生，闡明該水凝膠的聚合溫度對吸附/脫附性能的影響規律，獲得具有高選擇性吸附和綠色再生性能的重金屬離子溫敏印跡水凝膠。
結題摘要
重金屬和有機染料引起的環境污染問題日益突出，它們危及生態環境甚至人類的生命安全。這些污染的處理方法主要包括化學沉澱法、溶劑萃取法、膜過濾法和吸附法等。其中吸附法因具備成本低、效率高、操作簡便，環境友好等優點而被廣泛套用。本項目基於水環境中重金屬離子和有機染料的去除主要合成以下三種吸附材料，主要研究內容如下：（1）以CdNO3為模板，MAA為功能單體，NIPAM為溫敏單體，EGDMA為交聯劑，AIBN 為引發劑，製備出的Cd2+溫敏印跡水凝膠（TMIP-Cd）具有較高選擇性。該水凝膠不但具有良好的識別性能，而且表現出較好的溫敏特性，利用此特性，通過控制環境溫度可以實現對Cd2+的智慧型吸附和釋放。該溫敏印跡水凝膠在保持常規分子印跡聚合物特異識別性和吸附容量的同時，有效提高了模板離子的吸附和洗脫效率。對Cd2+的飽和吸附量達49.50 mg· g-1,遠高於非印跡聚合物TNIP-Cd的飽和吸附量16.37 mg· g-1。（2）合成磁性的聚天冬氨酸聚丙烯酸複合凝膠PAsp-PAA/Fe3O4，對材料進行紅外光譜、掃描電鏡、熱重分析及磁化強度的測量；考察凝膠材料在不同條件下的溶脹性能；研究PAsp-PAA/Fe3O4凝膠對有機染料MB和NR的吸附性能，結果顯示最大吸附量分別可達357.14和370.37 mg·g−1，另外該凝膠材料具備吸附速率快，在外加磁場作用下能實現快速分離的優點，因此材料可以重複使用，有望成為一種新型的有機染料吸附劑。（3）合成L-酪氨酸修飾的磁性納米材料TMNPs，對材料進行X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡、紅外光譜分析及磁化強度的測量；考察溶液pH、震盪時間、溶液濃度等條件對有機染料MB和NR的吸附性能的影響規律，實驗結果顯示，在最最佳化的實驗條件下，TMNPs對MB和NR的最大吸附量分別可達333.33和294.12 mg·g−1，另外該磁性材料具備吸附速率快，在外加磁場作用下能實現快速分離的優點，因此材料可以重複使用，有望成為一種新型的有機染料吸附劑。
