高性能铬酸根阴离子表面印迹材料的制备及其离子识别与结合特性

采用表面引发接枝聚合法,首先实施了单体甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA,含叔胺基团的单体)在硅胶微粒表面的接枝聚合,制得接枝微粒PDMAEMA/SiO2;然后以环氧氯丙烷为试剂,使接枝的大分子PDMAEMA发生季铵化反应,实现了接枝微粒的季铵化(Quaternization)转变,制得了功能微粒QPDMAEMA/SiO2;考察了该功能微粒对CrO2-4阴离子的强吸附作用.在此基础上,采用本课题组建立的新型离子表面印迹技术,以CrO2-4阴离子为模板离子,己二胺为交联剂,对功能微粒表面的大分子链QPDMAEMA/SiO2进行了离子印迹,制备了CrO2-4离子表面印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2,深入研究了其离子识别与结合特性.实验结果表明,该离子表面印迹材料对CrO2-4阴离子具有特异的识别选择性与优良的结合亲和性,相对于NO-3和HPO2-4离子,印迹材料IIP-QPDMAEMA/SiO2对CrO2-4离子的识别选择性系数高达8.39和10.02,显示出很高的离子识别能力.     

功能接枝微粒PSSS/SiO2的制备及其对水介质中含氮杂环农药的吸附特性

使用γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AMPS)对微米级硅胶微粒进行表面改性,制得改性微粒AMPS-SiO2;使改性微粒AMPS-SiO2表面的氨基与溶液中的过硫酸盐构成氧化-还原引发体系,实施了对苯乙烯磺酸钠(SSS)在硅胶微粒表面的高效引发接枝聚合,将阴离子聚电解质聚对苯乙烯磺酸钠(PSSS)接枝于硅胶微粒表面,制得了接枝微粒PSSS/SiO2;采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位测定等多种手段对接枝微粒PSSS/SiO2进行了表征.在此基础上重点考察了接枝微粒PSSS/SiO2对抗蚜威和特丁津两种含氮杂环农药分子的吸附特性与吸附机理.研究结果表明,在静电相互作用下,接枝微粒PSSS/SiO2对含氮杂环农药分子具有很强的吸附能力,抗蚜威和的特丁津的吸附容量可分别达到104 mg.g-1及95 mg.g-1,且当水介质的pH=4时,吸附容量最高.吸附容量随温度的升高而降低.接枝微粒PSSS/SiO2既具有阴离子聚电解质PSSS的功能性,又具有硅胶微粒优良的机械性能与热稳定性,在环境治理与保护领域,是一种具有发展前景的功能复合微粒.     

表面接枝聚乙烯亚胺硅胶微粒对铬酸根的吸附特性

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷的偶联,将聚乙烯亚胺(PEI)偶合接枝在硅胶微粒表面,制得对铬酸根有强吸附作用的复合型吸附材料PEI/SiO2,并对其化学结构进行了表征; 采用静态法研究了PEI/SiO2对铬酸根的吸附性能及脱附性能.结果表明,凭借强烈的静电相互作用, 硅胶表面的聚胺大分子PEI对铬酸根阴离子可产生很强的吸附作用,饱和吸附量可达0.07 g·g-1(pH=6);等温吸附满足Langmuir吸附等温方程; 介质的pH值对吸附作用有很大的影响, pH值愈小,吸附容量愈大;升高温度吸附量减小,表明静电相互作用导致的吸附作用为一放热过程.以NaOH水溶液为洗脱液,吸附在PEI/SiO2表面的铬酸根阴离子很容易被解吸脱附,便于PEI/SiO2的重复使用.