智能微凝膠形態(tài)調(diào)控及水體中重金屬離子去除性能研究.pdf

1、水體重金屬污染嚴(yán)重威脅著人類(lèi)身體健康，針對(duì)廢液開(kāi)發(fā)吸附表面積大、可迅速分離及可再生的新型吸附劑具有重要意義。智能微凝膠由于吸附容量高、處理量大、環(huán)境友好及可再生循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，在水體重金屬處理領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。本文首先合成了單分散的四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子，繼而結(jié)合N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)與殼聚糖(CS)，制備了同時(shí)具有磁敏、溫敏及pH敏的PNIPAM/CS/Fe3O4微凝膠，并對(duì)其進(jìn)行形態(tài)調(diào)控，最后用于水體重金屬離子的

2、脫除研究。
　　(1)根據(jù)需要用共沉淀法靈活制備親、疏水性的Fe3O4磁性納米粒子。首先以PEG6000為助劑，用油酸改性，制備疏水性磁性粒子，此方法簡(jiǎn)捷高效，有效減少了改性的冗長(zhǎng)步驟;其次以乙醇-水(1∶1)為反應(yīng)介質(zhì)制備親水性磁性粒子，該方法不需對(duì)其改性，簡(jiǎn)單快捷，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。親疏水性產(chǎn)物均粒徑均一(約為12nm)，分散性良好，具有較高的磁飽和強(qiáng)度及良好的超順磁性。
　　(2)基于coil-globule轉(zhuǎn)變機(jī)理，用反相乳

3、液聚合法，通過(guò)控制合成溫度，制備了紡錘狀、長(zhǎng)方體及球狀PNIPAM/CS/Fe3O4智能微凝膠。所得產(chǎn)物粒徑均一，分散性良好，平均粒徑約650n m; Fe3O4成分約占25％，具有良好超順磁性;同時(shí)具有良好的溫度及pH敏感性，LCST約32℃，紡錘狀微凝膠的溫敏性?xún)?yōu)于球狀微凝膠，同種微凝膠在酸性條件下的LCST略大于中性條件。該微凝膠對(duì)重金屬離子有一定的脫除性能，球狀微凝膠的吸附能力好于棒狀微凝膠。
　　(3)對(duì)球狀PNIPAM

4、/CS/Fe3O4微凝膠吸附性能進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)其競(jìng)爭(zhēng)吸附、解吸及再生性能進(jìn)行探究。結(jié)果表明殼聚糖濃度約為25 g·L-1，吸附溫度為27℃，廢液pH分別為5.3和6.0左右時(shí)，微凝膠對(duì)Cu2+及Pb2+可實(shí)現(xiàn)最佳吸附。競(jìng)爭(zhēng)吸附下，對(duì)Cu2+吸附能力優(yōu)于Pb2+，兩種離子去除率均高于91％。外加磁場(chǎng)作用下，該微凝膠輕松實(shí)現(xiàn)重金屬離子的富集與輸送;同時(shí)，依靠自身敏感特性，微凝膠可解吸部分吸附的重金屬離子。低濃度有機(jī)弱酸輔助下，微凝膠再生性能