新型吸附材料的制备及其对溶液中重金属离子的吸附性能研究

【摘要】：随着现代工业和运输业的飞速发展，由重金属引起的环境污染问题日益严重。由于这类污染物不能被生物降解，它能通过生物链循环进入植物体、动物体，最终会危害人类的健康，而且，即使是微量的重金属也可产生毒性效应，因此，如何准确监测各种样品中重金属离子的含量已成为一项十分重要并且具有挑战性的工作。虽然现代分析仪器已具备较高的灵敏度，但在对样品中痕量或超痕量的重金属含量进行分析时，直接测定往往难以得到准确的结果，因此，样品在测量之前的分离富集就成为必不可少的重要环节。固相萃取法因其具备成本低、效率高、操作简单，环保等优点而被广泛应用。本论文以痕量重金属的分离富集分析为目的，合成了几种新型吸附材料，并对其吸附性能展开了深入细致的研究，主要进行了以下几方面的工作： 1.合成以聚四氟乙烯(PTFE)为载体，浸渍双萃取剂伯胺N1923和Cyanex923的选择性树脂，研究该选择性树脂对金属离子Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。考察溶液pH值和振荡时间对吸附的影响，并研究其动力学性能及吸附等温线。 2.合成聚合物吸附材料-含羧基侧基的聚芳醚酮(PEK-L)，并研究该材料对重金属离子Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能。探讨了溶液pH值和振荡时间对吸附的影响、并研究了吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学。 3.用硝酸处理的碳纳米管作为微柱填充材料，结合流动注射进样技术，利用原子吸收光谱法检测金属离子Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)。考察实验参数如样品富集时间、样品流速、pH值、洗脱液浓度及洗脱液流速的影响，并用此方法检测蔬菜样品中的上述金属离子的含量。 4.采用溶胶-凝胶法合成碳纳米管负载纳米二氧化钛的复合材料(TiO_2/MWCNTs)，研究了该复合材料对重金属离子Pb(Ⅱ)的吸附性能，并与碳纳米管的吸附性能进行比较。对影响预富集的条件，如样品pH值和振荡时间进行了优化，对吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学作了较全面的研究。 5.合成了石墨烯负载纳米氧化锌的复合材料(G-ZnO)，并研究该复合材料对水溶液中重金属离子Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cr(ⅡI)的吸附性能，探讨了溶液pH值和振荡时间对吸附的影响、并研究了吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学。