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敏感水凝胶于重金属离子的吸附及利用

摘要 摘要 本论文采用热交联聚合的方法,制备了大孔结构的聚丙烯酰胺水凝胶,其具 有较好的性能并能选择性吸附 Cu2+ ;采用同样的方法,制备了对 Pb2+敏感的共 聚水凝胶;以共聚水凝胶为模板,改变反应条件,制备了几种不同形貌的PbSO4 晶体,对产物的性质进行了研究,并对产物的形成机理进行了初步探讨。 本论文的主要研究内容如下: 1. 丙烯酰胺为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,聚乙二醇-6000 为 致孔剂,采用热交联聚合的方法,简洁快速的制备出大孔结构的聚丙烯酰胺水凝 胶,并对产物进行了表征;对它的pH 敏感性能、温度敏感性能、溶胀性能及对 金属离子的选择性吸附性能进行了研究。结果表明:聚乙二醇-6000 只充当致孔 剂的作用而不参与聚合,交联剂的用量对聚丙烯酰胺水凝胶的形貌有一定的影 响;其具有环境敏感性,可选择性吸附Cu2+ 。 2. 丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯腈为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂, 固定两种单体的比例,改变丙烯腈单体的用量,采用交联聚合的方法合成了对 Pb2+敏感的共聚水凝胶;对产物进行了表征,并研究了其在去离子水、某些溶剂 和酸碱溶液中的溶胀行为,同时探讨了不同条件下其对Pb2+离子的吸附性能,找 出了最佳吸附条件。结果表明:当丙烯腈含量是23%时,水凝胶是无色透明的; 当丙烯腈含量增加到36%时,水凝胶是乳白色不透明的。最佳吸附条件为T=38℃, pH=5 ,吸附量为1.578mg/g。共聚水凝胶可以重复利用,节约了能源,为污水处 理提供了一种新途径。 3. 首次用合成的共聚水凝胶为模板,不同条件下调控合成了多种形貌的 PbSO ,并对产物进行了分析和表征;结果表明:溶液的pH 值、浓度、温度以 4 及时间对PbSO4 晶体的生长及形貌具有很大的影响;得到的产物具有光学性质, 如果我们对其结构进行合理的设计,硫酸铅将在闪烁材料方面有广泛的应用。 关键词:聚丙烯酰胺水凝胶;选择性吸附;硫酸铅;调控生长 I Abstract Abstract In this paper, polyacrylamide hydrogels with macropore strcture have been prepared by means of crosslinking polymerized method, which have good properties and can adsorb copper ion selectively. Copolymer hydrogels which are sensitive to Pb2+ have been prepared by the same method. On different conditions, lead sulfate inorganic crystrals with various morphologies were prepared using the copolymer hydrogels as templates. The properties and formation mechanism of lead sulfate have also been investigated. The main contents are summarized as follows: 1. Polyacrylamide hydrogels with macropore strcture were synthesized using polyacrylamide as the monomer, polyethyleneglycol-6000

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