16陈宽 工业分析.doc

课程设计(论文) 题 目 聚合物整体柱对重金属离子的分离富集 学 院 化生材学院 专 业 应用化学 班 级 1123002 学 号 201120300216 学生姓名 陈宽 指导教师 王志畅 二零一四年五月 目 录 1 前言 3 2 聚合物的制备 4 2.1 聚合物的制备原理 4 2.2实验部分 5 2.2.1试剂 5 2.2.2仪器 5 2.2.3环氧树脂基多孔材料的制备 6 2.2.4超声波在线检测及SEM表 7 2.2.5实验条件的设置 7 3 聚合物多孔材料在重金属吸附分离方面的应用 8 3.1离子富集和吸附研究的现状 8 3.2固一液萃取 9 3.3沉淀法 9 3.4离子交换法 9 4聚合物分离富集金属离子—聚合物整体柱分离法制备 10 4.1实验部分 10 4.1.1试剂 10 4.1.2仪器 11 4.1.3实验步骤 11 5结果与讨论 12 5.1多孔聚合物吸附重金属离子的原理 12 5.2 预期结果 12 参考文献 13 聚合物整体柱对重金属离子的分离富集 陈宽 （江西南昌 东华理工大学） 摘要 本学位论文综述了重金属水污染的现状与危害，重金属废水的处理技术与方法的国内外研究及进展，吸附法处理重金属废水的研究进展及复合型吸附材料的设计，开发与应用。正是基于吸附技术的高效和易操作性，设计并合成了一系列吸附量大，去除效率高，吸附速率快，对某种金属离子具有特殊选择性识别，易于分离，重复利用率高，价格低廉，制备简单，对环境无污染的聚合物基新型复合吸附材料本文对多孔材料的制备，性质，功能等各方面进行了改进和提出了超声波在线监测技术，合成的环氧树脂基聚合物多孔材料含有一NH一基，它作为固定在整体柱上的吸附基团，能与溶液中的重金属离子发生配位作用。由于引入了环氧树脂，增强了整体柱的刚性和稳定性，使得对目标离子的富集作用增强;同时，氨基等基团又增加了聚合物整体柱的亲水性能，提高了整体柱对重金属吸附的利用率。 关键词：重金属 吸附 聚合物 多孔材料 1前言 重金属特别是汞、铬、铅等具有显著的生物毒性，可通过食物链进入人体，造成慢性中毒，微量浓度即可产生毒性。随着工农业生产的发展，许多有害元素和化合物随着大气沉降、地矿渗漏及含有各种污染物的工业废水和生活污水大量排入水系，造成严重的水污染，这其中十分突出的是重金属污染[1]。大量事实表明，水体环境中的重金属不但影响水生植物的产量和质量，而且通过食物链能进一步影响人畜健康。例如亲硫重金属元素(汞、.铅、砷、硒、铜、锌等)与人体组织某些酶的琉基有特别大的亲和力，能抑制酶的活性; 因此重金属水污染及如何治理水环境中的重金属离子己成为各国学者的研究热点之一。 近些年，整体式多孔聚合物在分离分析领域得到了新的发展，以色谱固定相为代表的多孔聚合物整体柱成为了一个前沿研究领域[2]但是耐溶剂和温度的性能相对较差，使其应用进一步受到限制[3]，从废液中预富集痕量金属元素的方法很多，如沉淀分离法、液一液萃取分离法、液—固萃取分离法、离子交换分离法、色谱分离法、固相微萃取分离法、液膜萃取分离法、微波萃取分离法等[4]，。其中最常用的是鳌合一溶剂萃取法，固相萃取(Solid Phase Extraction, SPE)技术采用高效、高选择性的吸附剂作为固定相吸附在固相上的分析物，可以用合适的洗脱剂把分析物从吸附剂中解吸下来，以便进一步分析测试。 2 聚合物的制备 2.1 聚合物的制备原理 本文利用逐步聚合反应，以二乙烯三胺作为固化剂，以聚乙二醇(Poly-Ethylene Glycol, PEG)作为致孔剂，与环氧树脂(Epoxy resin, EP)按照一定比例混合，控制一定的反应温度，制备了一种新型的环氧树脂基整体式多孔聚合物。本实验重点考察了致孔剂的种类、三者的比例、反应温度等因素对整体式多孔聚合物孔径的影响。首次尝试超声波原位监测技术研究聚合反应中的相分离过程，为相分离聚合过程提供丰富的信息，并以扫描电镜作为验证，以期通过超声波信号指导环氧树脂基多孔材料的制备， 2.2 实验部分 2.2.1仪器 2.2.2试剂 2.2.3环氧树脂基多孔材料的制备 按一定比例将环氧树脂、二乙烯三胺、PEG混合后得到澄清透明的粘稠液体，倒入超声波反应器中，置于恒温箱内，控制一定的反应温度，使反应进行一段时间。随着反应进行，反应体系由透明变为白色，至一定时间后反应完成，得到反应