锑（Ⅲ）离子印迹聚合物的制备、表征及性能研究

论文摘要

分子印迹技术（Molecular Imprinted Technique, MIT）是以目标分子为模板,将具有结构上互补的功能化聚合物单体与模板分子结合,再经过聚合、模板洗脱最后形成对目标分子具有专一识别性能的聚合物的技术。离子印迹技术（Ion Imprinted Technique,ⅡT）与分子印迹技术相似,只是模板由分子变成离子,而分子印迹的构效预知性、特异识别性和广泛适用性等优点仍然被保留。其应用已涉及到分离纯化、化学与生物传感器、模拟酶催化剂以及痕量分析等各个领域。本文依据硅胶表面修饰的分子印迹技术的基本思路,提出了一种基于硅胶表面修饰的离子印迹技术。采用硅胶微球表面接枝方法,先将功能配体（本课题所制备的两种聚合物分别采用3-氰基丙基三乙氧基硅烷和3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷）耦合接枝到硅球表面,然后以锑（Ⅲ）离子为模板,在交联剂环氧氯丙烷的作用下,制备了两种复合型离子印迹材料。通过改变本体浓度、吸附时间和溶液pH值,对锑（Ⅲ）离子印迹聚合物的吸附能力进行研究。实验结果表明吸附速率很快,20min就可达到吸附平衡；在pH值为3-9的条件下,吸附效果均很好。采用静态法研究了所合成印迹聚合物对Sb3+的结合特性,结果表明,该锑（Ⅲ）印迹材料对锑（Ⅲ）离子具有较强的记忆识别能力,主要表现在两方面：（1）对Sb3+的结合量很大,Sb-CPTS/SiO2和Sb-TCPTS/SiO2对Sb3+饱和吸附容量分别达到15.3mg·g-1和14.3mg·g-1；（2）对Sb3+的选择性较好,以IIP-CPTS/SiO2为吸附剂时,Sb3+相对于Cd2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+、Fe3+的相对选择性系数分别为2.2,2.0,2.9,2.6,2.3；以IIP-TCPTS/SiO2为吸附剂时,Sb3+相对于Cd2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+、Fe3+的相对选择性系数分别为2.6,2.4,3.7,2.7,5.9。同时印迹材料中的印迹离子容易洗脱,再生性能较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 环境污染
• 1.1.1 水体污染
• 1.1.2 重金属污染
• 1.1.3 水体中重金属的形态
• 1.1.4 重金属锑的污染
• 1.2 印迹技术
• 1.2.1 简介
• 1.2.2 印迹技术的基本原理
• 1.2.3 印迹聚合物的制备
• 1.2.4 印迹聚合物的应用
• 1.3 研究内容及意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验流程
• 2.3 储备液配制
• 2.3.1 标准储备液配制
• 2.3.2 浓度系列储备液配制
• 2.3.3 pH值系列储备液配制
• 2.3.4 二元体系储备液的配制
• 3储备液的配制'>2.3.5 1%（V/V）HNO₃储备液的配制
• 2.4 离子印迹聚合物的制备
• 2.4.1 活化硅胶微球的制备
• 2.4.2 Sb（Ⅲ）离子印迹复合材料的制备
• 2.4.3 非印迹复合材料的制备
• 2.5 印迹聚合物的结构表征
• 2.5.1 红外光谱分析
• 2.5.2 扫描电镜（SEM）形貌分析
• 3+的结合能力的表征'>2.6 印迹聚合物对Sb³⁺的结合能力的表征
• 2.6.1 吸附动力学研究
• 2.6.2 饱和吸附容量研究
• 2.6.3 溶液pH值对吸附容量的影响
• 3+的选择性'>2.6.4 二元体系中ⅡP对Sb³⁺的选择性
• 2.6.5 模板洗脱率研究
• 2.6.6 重复性利用实验
• 2.7 火焰原子吸收光谱仪（FAAS）测量方法
• 2.7.1 FAAS工作条件
• 2.7.2 线性关系
• 2.7.3 测量回收率
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 锑离子印迹聚合物的制备原理
• 2的制备原理'>3.1.1 ⅡP-CPTS/SiO₂的制备原理
• 2的制备原理'>3.1.2 ⅡP-TCPTS/SiO₂的制备原理
• 3.2 印迹聚合物的结构表征
• 3.2.1 红外光谱分析
• 3.2.2 扫描电镜（SEM）分析
• 3+结合能力的研究'>3.3 印迹聚合物与Sb³⁺结合能力的研究
• 3.3.1 吸附动力学
• 3.3.2 饱和吸附容量
• 3.3.3 溶液pH值对吸附容量的影响
• 3+的吸附选择性'>3.4 二元体系中IIP对Sb³⁺的吸附选择性
• 3.5 模板洗脱率
• 3.6 重复性利用效率
• 3.7 FAAS对重金属的测量
• 3.7.1 标准曲线的绘制
• 3.7.2 回收率
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文