聚丙烯酸盐鄄丙烯酰胺水凝胶的制备及对重金属离子吸附-分析化学.pdfVIP

第44卷 分析化学 (FENXI HUAXUE)摇 研究报告 第5期 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2016年5月 ChineseJournal of Analytical Chemistry 707~715 DOI:10.11895/j.issn.0253鄄3820.150916 聚丙烯酸盐鄄丙烯酰胺水凝胶的制备 及对重金属离子吸附性能的研究 刘宛宜摇 杨璐泽摇 于 萌摇 刘 淼* (吉林大学环境与资源学院,地下水资源与环境教育部重点实验室,长春 130012) 摘摇 要摇 以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,K S O 为引发剂,N,N忆鄄亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用 2 2 8 水溶液聚合法合成 P(AA鄄AM)水凝胶,通过正交实验优化了P(AA鄄AM)水凝胶的制备工艺。 对制备的 2+ 2+ 2+ 2+ P(AA鄄AM)水凝胶进行了SEM和XPS分析,探讨了P(AA鄄AM)水凝胶对Cu 、Pb 、Zn 和Cd 的吸附等温线 和吸附动力学行为,研究了 P(AA鄄AM)水凝胶的粒径、吸附温度、pH 值和重金属离子的初始浓度对 P(AA鄄AM)水凝胶吸附性能的影响。 实验结果表明,所制备的P(AA鄄AM)水凝胶是一种具有三维网络结构的 高分子材料,其表面的氨基和羧基残基能够与重金属离子发生螯合反应。 减小P(AA鄄AM)水凝胶粒径、增大 溶液pH值、升高吸附环境温度均有利于吸附反应的进行。 粒径为0.097 ~0.15 mm 的P(AA鄄AM)水凝胶粉 2+ 2+ 2+ 2+ 末,在35益、pH=5 的条件下进行吸附等温线实验,得到水凝胶对重金属Cu ,Pb ,Zn 和Cd 的理论最大 吸附量分别为186,588,208和403 mg/ g。 P(AA鄄AM)水凝胶对重金属离子的吸附符合准二级动力学模型 2 2 (R 0.98),吸附等温线符合Langmuir吸附等温线(R 0.95)。 干扰离子实验和理论模拟均证明P(AA鄄AM) 2+ 水凝胶对Pb 具有良好的吸附性。 关键词摇 丙烯酸盐;丙烯酰胺;水凝胶;重金属离子;吸附 1摇 引摇 言 随着现代工业的快速发展,环境问题日益严重,其中重金属离子污染给动植物的生长、繁殖以及人 [1] 类的身体健康和生存环境带来了严重的威胁 。 因此,建立重金属离子废水的高效、环保、低成本的处 理方法是环保领域的一项重要课题。 目前,除吸附法外,常用于处理重金属离子废水的方法主要有膜分 [2,3] 离、浮选、化学沉淀、离子交换、氧化还原等 。 但以上技术常存在膜通量有限、成本高、设备占地面积 大、污泥产生量大等问题,并易造成二次污染。 采用吸附法处理重金属废水,吸附材料主要集中在沸石 和硅藻土等无机吸附剂、功能化的多孔材料、纤维和树脂等有机吸附剂及活性炭和草木灰等碳质类吸附 [4] [5,6] 剂 ,但实验成本较高、分离困难、反应速度慢、对极高