新型吸附材料的合成及其对痕量元素和有机染料吸附性能的研究

【摘要】：随着科学技术和工业生产的快速发展,导致重金属元素和有机染料的消耗和排放与日俱增,造成日趋严重的环境污染,成为影响人民健康水平和社会经济发展的一个主要因素。因此,对于这些污染物的监测成为环境科学和分析科学面临的重要任务之一。由于这些污染物的种类、浓度和样品的高度复杂性,特别是许多待分析成分的浓度非常低、基体干扰非常严重,传统的分析方法往往难以胜任。虽然近些年开发了许多灵敏度和选择性很高的仪器分析方法,但在分析实践中,仍然需要经过样品的预处理——富集分离以后才能进入分析仪器进行准确的测定,而样品的富集分离通常需要借助选择性高、吸附容量大的各种吸附材料和合适的分离方法。因此,本论文以建立重金属的预富集与分离和有机染料的选择性富集及分析为目的,合成了几种新型的吸附材料,并对合成条件以及材料的选择吸附性能开展了系统研究,主要进行了以下几方面的创新性研究工作。 1.应用硅胶表面修饰技术,首次以钯(Ⅱ)和汞(Ⅱ)作为印迹离子合成了钯(Ⅱ)和汞(Ⅱ)印迹聚合物,研究了印迹离子聚合物和非印迹聚合物对钯(Ⅱ)和汞(Ⅱ)的分离富集特性,建立了分离富集测定钯(Ⅱ)和汞(Ⅱ)的新方法。钯(Ⅱ)和汞(Ⅱ)印迹聚合物与非印迹聚合物的相对选择因子分别为2.94和3.85,并远远大于1,这说明印迹聚合物比非印迹聚合物对印迹离子的选择性高的多,用该印迹聚合物分离富集钯(Ⅱ)和汞(Ⅱ)的检出限分别为0.36μgL~(-1)和0.32μgL~(-1),可应用于中药、合金样品和水样中痕量钯(Ⅱ)和汞(Ⅱ)的测定。 2.以丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸脂为交联剂,偶氮二异丁腈做引发剂,分别以苏丹红Ⅲ、桑色素和罗丹明6G分子作模板分子制备苏丹红Ⅲ、桑色素和罗丹明6G分子印迹聚合物,研究了印迹聚合物和非印迹聚合物对苏丹红Ⅲ、桑色素和罗丹明6G分子的选择吸附性能。结果表明,经过印迹的聚合物对模板分子具有很好的特异性结合能力,为复杂样品中的苏丹红Ⅲ、桑色素和罗丹明6G物质的选择性富集及分析提供了一条新的途径。 3.在表面活性剂(十二烷基硫酸钠)的活化作用下,首次用铜试剂、二苯基硫脲和磺胺成功修饰了纳米TiO_2,并对溶液中痕量Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、Au(Ⅲ)、Pd(Ⅱ)和Rh(Ⅲ)离子的预富集和分离情况进行了详细的研究,结果满意。与未经处理的纳米TiO_2相比,修饰的纳米TiO_2在预富集和分离痕量的重金属离子时具有较高的选择性和吸附容量。详细研究了富集分离的条件和性能