铜离子印迹聚合物的制备及吸附性能_刘峥

吸附剂对铜离子的吸附性研究(设计性实验)

吸附剂对铜（Ⅱ）离子的吸附性能研究 姚斌 08021212 关键词：吸附; Cu(Ⅱ) 1 前言 随着现代工业的迅速发展,生产过程中排出的有害重金属离子废水日益增加。寻找较为廉价的废水净化材料,对其中有害重金属离子的有效处理已成为环境保护中亟待解决的问题。本实验主要是研究不同的吸附剂对同种重金属离子的吸附性能，从而比较它们吸附性能的大小。本实验做了四种吸附剂对铜（Ⅱ）离子的吸附性研究，而且这几种吸附剂的价格较便宜，这也是研究吸附剂的经济学因素。廉价吸附剂的使用取代了目前成本较高的从溶液中回收重金属离子的方法,同时吸附剂改性会大大提高其吸附量。阐述了壳聚糖、海泡石、膨润土、海藻和泥炭等结构组成、吸附和离子交换性能等,报道廉价吸附剂对一些重金属离子的最大吸附量是:796 mg Pb/g 壳聚糖,1123 mg Hg/g 壳聚糖,92 mg Cr(Ⅲ)/g 壳聚糖,76 mg Cr(Ⅲ)/g 泥炭,41 mg Pb/g 膨润土,558 mg Cd/g 壳聚糖,215 mg Cd/g 海藻。由此展现了廉价吸附剂在重金属离子废水处理过程中的巨大优势和良好的发展前景[1][2]。 2 实验部分 2．1 试剂及仪器 五水硫酸铜（Cu 2SO 4·5H 2O ），ZP 一200型振荡器，TAS990原子吸收分光光度计。 2．2 二价铜离子溶液的配制 配制0.1mg/ml 的硫酸铜溶液：称取0.39g 五水硫酸铜固体于烧杯中，然后加水溶解，再转移到1000ml 容量瓶中，摇匀定容[3]。 取上面的溶液50ml 于500ml 容量瓶中，然后用蒸馏水定容，备用。这是将溶液稀释10倍，也即是此时的浓度为10ug/ml 。 分别称取0.5g 印迹Pb 、活性炭、沸石——壳聚糖、原壳聚糖于四个烘干的100ml 锥形瓶中，然后分别向各锥形瓶中加入25ml 稀释后的硫酸铜溶液，最后将它们放到振荡器中振荡30min 取出。 用TAS990原子吸收分光光度计测定它们的吸光度，并记录数据。

离子印迹

按照模板分子与功能单体之间的作用力，分子印迹技术可以分为共价型、非共价型和半共价型三种 离子印迹过程由以下三步组成单体和模板离子形成复合物；２）对上述复合物进行 聚合反应；３）采用适当的方法去除模板。在第一步中，单体分为配位单体和功能单体，模板离子可以与配体或普适性功能单体结合直接进行印迹，也可以与特异性配体结合之后再与功能单体相连进行印迹。 离子印迹聚合物的基础合成方法包括两种：基于逐步聚合机理的溶胶?凝胶法和基于连 锁聚合机理的自由基聚合。溶胶?凝胶法是通过溶胶?凝胶过程把模板引入到无机网络结构中，使其能与其他分子或者周围的物理环境形成特异性结合位点，并且这些结合位点可以通过适当的条件来控 由于传统的合成方法所获得的聚合物可能会产生可接近性差、动力学识别慢、模板离子不易彻底清除等缺点，而表面印迹由于印迹位点在材料表面，可以一定程度上解决这些问题。 在表面印迹过程中需要各种载体的辅助作用，例如二氧化硅、活性聚苯乙烯微球、量子点（ＱＤｓ）和Ｆｅ３Ｏ４磁性纳米离子。 双／多单体或双／多目标物是更灵活的印迹设计。尤其是相对于金属离子，有相对的局限性，使用多种单体协同作用，就能更加准确高效地识别控制目标物。另外，一种性能优异的印迹材料，如果能够大容量的同时吸附特定的几种离子，方法简单且成本低，对于印迹技术走出实验室，并实现生产，投入市场非常有利 探索光、热、磁等物理信号响应和ｐＨ、离子强度、化学物质等化学信号响应的合理结合方式，借助活性聚合、点击化学等技术，制备刺激响应型印迹聚合物材料是实现高效智能识别离子的必经之路。材料在外界信号刺激下，自身物理或化学性质发生 变化；结束刺激时，其分子结构等可逆恢复到原始状态。但目前，刺激响应型印迹聚合物 的研究仍以磁响应为主，其他类型的刺激响应及双／多重响应涉及较少，对金属离子的响应困难更大。 但另一方面，就金属离子印迹本身而言也有其劣势：金属离子的半径相对较小，与单体的结合力有限；很多金属离子半径类似，在特异性识别上需要斟酌采取特殊策略；模板金属离子的去除不彻底会造成后续渗漏等 离子印迹领域发展日渐完善，但仍存在许多挑战，包括：（１）离子印迹设计本身存在着某些劣势。例如由于离子的半径相对较小，给特异性识别带来相当大的困难；很多离子电荷相同、半径类似，影响了静电作用和空间效应。常见的功能单体所合成的印迹聚合物对待测离子选择性较差，需进一步发展有效的配体来提高选择性。可以采用双／多功能单体、或者发展新的功能单体等办法解决。另外， 更详尽和深层次的机理研究［６３］和探索有可能解决或弥补离子本身的缺憾，出现更多的解决策略 @@@@大部分的离子印迹材料应用单一，仅与某种萃取方法的结合，其应用范围有待继续拓展。目前离子印迹材料已经逐步应用于电分析化学、分离分析、传感分析、临床药物分析等领域，证明该技术在实际中有很大的应用潜力。在离子印迹材料制备过程中，通过设计新的功能单体，在功能单体中引入对光、电、温度等刺激具有响应的元素，可以制备刺激响应型“智能” 印迹材料，从而有效拓展其应用领域。目前，离子印迹材料投实际生产和工业化

铜离子的吸附及化学清洗

金属离子的吸附及化学清洗 1、杂质污染形态 (1)微粒型污染杂质 ①无机微粒 原子型吸附杂质——化学吸附 离子型吸附杂质——化学吸附 ②有机微粒 分子型吸附杂质——物理吸附 (2)膜层型污染杂质 ①有机膜层 原子型吸附杂质——化学吸附 离子型吸附杂质——化学吸附 ②无机膜层 分子型吸附杂质——物理吸附 2、杂质吸附种类及特性图1.物理吸附和化学吸附的比较 (1)物理吸附 物理吸附是分子吸附。污染杂质以分子形式吸附在硅片表面，主要是油脂(矿物类、动物类)、树脂和油类物质。如切磨抛机器设备的润滑油、防锈油、粘片用的粘合剂(松香、石蜡或其他混合物)、手油、光刻胶，有机溶剂残膜残渣等都属于分子型吸附杂质。 (2)化学吸附 硅表面原子与被吸附杂质依赖化学键力结合，这种成键的力在一定情况下是共价键力，但也混合有离子的相互作用力。化学吸附既可以是原子吸附型，也可以是离子型吸附。 ①离子型杂质吸附 以离子形式吸附在硅片表面的杂质一般由K+、Na+、Ca+2、Mg+2、Fe+2、Cu+2、H+、(OH)-、F-、Cl-、S--、(CO3)--等。这类杂质的来源广泛，可以来自空气，生产设备、工装夹具，化学药品、去离子水、自来水、人的呼吸、汗液等许多方面。 ②原子型杂质吸附 以原子形式吸附在硅片表面的污染杂质，主要有金、铂、铝、铜、铁、镍等金属原子。这些金属的离子多存在于酸性腐蚀液中，通过置换反应还原成原子吸附在硅片表面。 (3)特性比较 物理吸附和化学吸附都是由于硅片表面的悬挂键(吸附力场)形成的。 ①物理吸附的吸附热一般仅为几十J，而化学吸附的吸附热为100～1000J，两者相差甚远。 ②化学吸附的平衡距离(ro)比物理吸附的小得多。 ③物理吸附的特点是，杂质分子与硅表面的接触通常是依靠静电力来维持。结合力和分子型晶体结构的范德瓦尔斯(Vander Waals)引力一样。这种引力较弱，且随着分子间距的增加很快消弱。所以这种力所涉及的范围只有2～3?左右，要彻底清除这种杂质并不困难。 ④化学吸附的特点是，杂质离子和硅片表面之间依靠化学键力结合，杂质离子和硅片表面原子力所达到的平衡距离(ro)极小，以至可以认为这些杂质离子已成为硅片整体的一部分。由于化学吸附力较强，所以比分子型物理吸附杂质难消除。特别是金、铂等重金属原子不容易和一般酸性溶液起化学反应，必须采用王水之类的腐蚀液使之形成络合物溶于高纯水中加以清除。 3、金属离子的清洗 (1)过氧化氢在清洗中的作用——氧化(还原)作用 过氧化氢是强氧化剂又可作为还原剂，它对有机物、非金属和大多数金属有氧化能力。过氧化氢具有极微弱的酸性，在酸性、中性介质中比较稳定，在碱性介质中不稳定。在半导体清洗中，主要是利用H2O2的强氧化性来清除有机和无机杂质。 (2)氢氧化铵在清洗中的作用——络合剂和碱的作用 氢氧化铵是很好的络合剂，它能与Cu+2、Ag+、Co+2、Ni+2、Pt+4、Cd+2等金属离子发生络合作用，生成可溶性的络合物，故可利用其与许多重金属离子形成可溶性络合物这一特性来除去吸附在硅片表面的杂质金属原子和离子。例如，氢氧化铵与铜离子发生络合作用生成稳定的可溶性的铜氨络离子[Cu(NH3)4]+2。 碱性过氧化氢清洗液(又称Ⅰ号液)是用度离子水、30%过氧化氢、25%氨水配制而成。 Ⅰ号液配比：H2O：H2O2：NH4OH=5：1：1到7：2：1 当Ⅰ号液中过氧化氢耗尽时，便会发生硅片被NH4OH腐蚀的现象。 (3)盐酸在清洗中的作用——络合剂和强酸的作用 盐酸是一种强酸，除了起酸的作用外还兼有络合剂的作用，盐酸中的氯离子能为Au+3、Pt+2、Cu+2、Ag+、Hg+2、Ca+2、Co+3、Ni+3、Fe+3等金属离子提供内配位体，形成可溶于水的络合物。 盐酸过氧化氢清洗液(又称Ⅱ号液)是用度离子水、30%过氧化氢、37%盐酸配制而成。 Ⅱ号液配比：H2O：H2O2：HCl=6：1：1到8：2：1 Ⅱ号液对硅片没有腐蚀作用。 Ⅰ号液和Ⅱ号液一般应在75～85℃条件下进行清洗，时间为10～20min，然后用去离子水冲洗干净。清洗作用是基于过氧化氢的氢氧化性，使有机和无机杂质被氧化而得以去除，同时由于在两种清洗液中还有络合剂NH4OH、HCl，因此对一些难氧化的金

离子印迹聚合物功能单体的研究进展

2014年第33卷第11期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3013· 化工进展 离子印迹聚合物功能单体的研究进展 朱彩艳1，2，马慧敏1，张强1，张田林2 （1中国矿业大学化工学院，江苏徐州 221116；2淮海工学院化工学院，江苏连云港 222005）摘要：阐述了不饱和羧酸类（甲基丙烯酸、丙烯酸和乙烯基苯甲酸）、芳香杂环类（吡啶类、咪唑类和喹啉类）、水杨醛类希夫碱以及Salen配体等功能单体的性能、优点、用途等方面的研究进展，以及基于上述单体制备的离子印迹聚合物吸附特性和应用性能等，展望了离子印迹聚合物功能单体未来的发展方向：一是功能单体种类需要进一步丰富；二是其所具有的性能和功能等还有待于完善。其中，季铵盐化5-氯甲基水杨醛类希夫碱功能单体具有强亲水性能和多官能团特性，对其进行性能研究将会是探索此类功能单体在应用方面的热点内容之一。 关键词：功能单体；聚合物；吸附；脱附 中图分类号：O 65 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2014）11–3013–09 DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2014.11.030 Recent advances in functional monomers in ion-imprinted polymer ZHU Caiyan1，2，MA Huimin1，ZHANG Qiang1，ZHANG Tianlin2（1School of Chemical Engineering，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221116，Jiangsu，China； 2School of Chemical Engineering，Huaihai Institute of Technology，Lianyungang 222005，Jiangsu，China）Abstract：This paper is aimed to describe the research progress in several functional monomers in terms of their performance，advantages，and applications. The elaborated functional monomer contains the categories of organic acids (methacrylic acid，acrylic acid and vinyl benzoic acid)，aromatic heterocyclic (pyridine，imidazole，amides and quinolines)，the Schiff base and Salen ligand. Furthermore，the adsorption characteristics and application performances of ion-imprinted polymer produced with the above-described monomers are illustrated. Combined with our recent works in salicylaldehyde Schiff bases functional monomer containing quaternary ammonium ion，the development trend of functional monomer is also prospected. Not only species of functional monomers requires further enriched，but also their function and performance have to be improved. Among those，the functional monomer of 5-chloro methyl salicylic aldehyde Schiff’s base modified with quaternary ammonium salt possesses shows strong hydrophilic properties and multi-functional characteristics，and a future research focus shall be the investigation on its performances in the application of functional monomers. Key words：functional monomer；polymers；adsorption；desorption 分子印迹技术（molecular imprinting technique，MIT）也叫分子模板技术，是指以目标分子为模板分子，将具有结构上互补的功能单体通过共价或非共价键与模板分子结合，并加入交联剂进行聚合反应，反应完成后将模板分子洗脱出来，形成一种具有固定空穴大小和形状及有确定排列功能团的刚性聚合物。在聚合物上留下了和模板分子在空间结构、结合点位完全匹配的三维空穴，这个三维空穴可以 收稿日期：2014-04-25；修改稿日期：2014-05-28。 基金项目：江苏省高校自然科学研究项目（13KJB430005）。 第一作者：朱彩艳（1986—），女，硕士研究生。联系人：张田林，教授，博士，主要研究方向为高分子材料。E-mail ldm654123@https://www.sodocs.net/doc/f68801241.html,。

活性炭吸附铜离子的研究

目录 目录 (1) 摘要.................................................... I ABSTRACT ............................................. II 第一章绪论 (1) 1.1工业废水概述 (1) 1.2 工业废水中重金属离子的处理方法 (2) 1.2.1 化学法 (2) 1.2.2 物理化学法 (3) 1.2.3 生物修复法 (4) 1.3 活性炭的吸附机理 (6) 1.3.1物理吸附 (6) 1.3.2化学吸附 (7) 1.4 活性炭吸附重金属效果的影响因素 (8) 1.4.1 温度 (8) 1.4.2 pH值 (8) 1.4.3 溶液初始浓度 (8)

1.4.4 吸附时间 (9) 1.4.5共存离子 (9) 1.4.6其他因素 (10) 1.5 活性炭处理重金属的吸附平衡模式 (11) 1.5.1 Freundlich模式和Langmuir模式 (11) 1.5.2 表面络合模式 (12) 第二章实验部分 (13) 2.1 实验试剂 (13) 2.2 实验仪器与设备 (13) 2.3 实验方法 (15) 2.3.1 溶液的配置 (15) 2.3.2 活性炭的预处理 (15) 2.3.3 实验步骤 (15) 第三章实验结果与分析 (17) 3.1 温度对吸附效果的影响 (17) 3.2 PH对吸附效果的影响 (18) 3.3 等温吸附曲线 (19) 3.4 活性炭对铜离子吸附的动力学研究 (20) 第四章结论与展望 (24) 4.1 结论 (24) 4.2 建议 (24) 4.3 误差分析 (24)

水体中铜离子的含量测定

二乙胺基二硫代甲酸钠测污水中的铜含量 一、测定方法：二乙胺基二硫代甲酸钠萃取光度法 二、方法原理 在氨性溶液中（PH9—10），铜与二乙胺基二硫代甲酸钠作用，生成摩尔比为1:2的黄棕色络合物，该络合物可被四氯化碳或氯仿萃取，其最大的吸收波长为440nm，在测定条件下有色络合物可稳定1h，其摩尔吸收系数为1.4. 三、适用范围 本方法的测定范围为0.02—0.60mg/L，最低检出浓度为0.01mg/L，经适当稀释和浓缩测定上限可达2.0mg/L。用于地面水及各种工业废水中铜的测定。 四、仪器：分光光度计、恒温电热器。 五、试剂： 5.1 盐酸、硝酸、氨水，一级纯。 5.2 四氯化碳。 5.3 1：1氨水。 5.4 0.2%（m/v）二乙胺基二硫代甲酸钠溶液 称取0.2g二乙基二硫代氨基甲酸钠溶于水中并稀释至100ml。用棕色玻璃瓶贮存，放在暗处，可以保存两周。 5.5 甲酚红指示液（0.4g/L）： 称取0.02g试剂溶于95%乙醇50ml中。 5.6 EDTA—柠檬酸铵溶液： 称取5gETDA（乙二铵四乙酸二钠）和20g柠檬酸三铵溶于水中并稀释至100ml，加入4滴甲酚红指示液，用1：1氨水调至PH8—8.5，加入5ml 0.2%（m/v）二乙胺基二硫代甲酸钠溶液，用四氯化碳萃取4次，每次用量20mL。 5.7 铜标准贮备溶液： 准确称取1.000g金属铜（99.9%）置于150ml烧杯中，加入20ml（1：1）硝酸，加热溶解后，加入10ml（1：1）硫酸并加热至冒白烟，冷却后加水溶解并转入1000ml容量瓶中，用水定容至标线，此溶液中1.00ml含铜1.00mg。 5.8 铜标准溶液： 从铜标准贮备溶液中取5mL溶液用水稀释至1000mL，此溶液中1.00ml含铜5.00μg。 六、操作步骤： 6.1 空白试验：取50mL的去离子水，按6.2～6.6步骤，随同试样做平行操作，得出空白试验的吸光度。 6.2 取50ml酸化的水样置于150ml烧杯中，加入5ml硝酸，在恒温电热器上加热消解并蒸发至10ml左右。稍冷后再加入5ml硝酸和1ml过氧化氢，继续加热消解，蒸发至近干，加水40ml，加热煮沸3min，冷却，将试液转入50ml容量瓶中，用水稀释至标线（若有深沉，应过滤除去）。 6.3在消解后的试样中加入10 ml EDTA柠檬酸铵溶液，2～3滴甲酚红指示液，用(1:1)氨水调至由红色经黄色变成紫色（颜色根据标样的颜色一致）,调PH8.0—8.5。 6.4 将容量瓶中溶液转入125ml的分液漏斗中，加入0.2%二乙胺基二硫代甲酸钠溶液5ml，摇匀，静置5min。 6.5 准确加入10ml四氯化碳，用力振荡不少于2min（若用振荡器振荡，应不少于4min）静置待分层。 6.6 将有机相放入干燥的比色皿中，以四氯化碳作参比，于440nm波长处测吸光度，比色皿

浅述土壤吸附金属铜离子

2012年第15期广东化工 第39卷总第239期https://www.sodocs.net/doc/f68801241.html, · 137 · 浅述土壤吸附金属铜离子 赵娜1，吕瑞滨2 (1．上海市固体废物处置中心，上海 201815；2．上海城投污水处理有限公司石洞口污水处理厂，上海 200942) [摘要]综述了土壤吸附铜离子动力学的研究方法，涉及吸附速率，吸附等温线，表面络合模式和影响吸附量的环境因子等方面的问题。 [关键词]铜离子；吸附；土壤；动力学 [中图分类号]X [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0137-03 The Brief Introduction of Metal Copper Ions Adsorbed by Soil Zhao Na1, Lv Ruibin2 (1. Shanghai Solid Waste Disposal Center, Shanghai 201815；2. Shanghai Chengtou Wastewater Treatment Co., Ltd., Shanghai 200942, China) Abstract: The paper summarized kinetics of copper ions by soil adsorption, involved in the adsorption rate, adsorption isotherms, surface complexation model and environmental factors which affected the adsorption amount. Keywords: copper ions；adsorption；soils；dynamics 铜(Cu)是一种生物必需的微量营养元素，但是土壤Cu含量高于某一临界值就会对生物产生一定的毒性效应；土壤中Cu污染主要来源于含Cu废水的农田灌溉、含Cu农药和肥料的施用、污泥的土地利用和大气颗粒物的沉降等。20世纪60年代以来，土壤重金属污染已经引起了对重金属在土壤环境中行为的广泛研究，关注的焦点是重金属在食物链中传递和重金属进入地表水和地下水的风险，这些关注主要取决于重金属在土壤溶液中的浓度，而土壤溶液中重金属的浓度受到土壤对重金属吸附的控制。土壤对Cu的吸附-解吸是影响土壤系统中Cu 的移动性和归宿的主要过程，影响着植物养分和污染物的控制，影响着Cu的植物有效性和在食物链中传递的程度等。文章就土壤对铜离子吸附的速率、吸附等温线、表面络合模式和影响吸附量的因子等进行了综述，并进行了研究展望。 1 研究方法和机理 1.1 吸附速率 土壤对Cu吸附速率的大小，直接反映Cu在一定环境条件下的迁移性能。了解土壤颗粒吸附Cu达到平衡所需的时间及吸附量(或水相浓度)随时间增长(或减少)的特性，有助于深化认识Cu在土壤中物质转化动态规律。Cavallaro等[1]指出，土壤对Cu的吸附平衡在24 h内达到。Zhou等[2]通过实验得出，所选的酸性砂壤土和石灰性粘壤土样品对Cu吸附的平衡时间是1.5 h。根据砖红壤对Cu吸附动力学，溶液中Cu的浓度在30 min内达到平衡[3]。一般情况下，选择的平衡时间是24 h[4]。谢忠雷等[5]在研究Cu、Ni、Pb、As在草甸黑土中的吸附动力学时发现，吸附动力学可用双常数速率方程和Elovich方程很好地拟合，Elovich方程拟合的效果更好，吸附速率为Pb＞As＞Cu＞Ni。Yu等[6]通过研究土壤吸附Cu动力学指出土壤对Cu的吸附先经历一个快速的反应阶段，然后是一个慢的反应阶段；没有加入农药的情况下，两种土壤对Cu的吸附在1 min内大于98 %的Cu被吸附；通过经验性的动力学方程(一级方程、双常数方程、Elovich方程和抛物线扩散方程对实验数据进行拟合，得出Elovich方程、双常数方程和一级方程都能够很好地描述土壤对Cu 的吸附，但是双常数方程是最好的。目前对土壤吸附Cu的速率研究主要有两种方法，一是根据实验数据绘制吸附量随时间变化的曲线，根据所绘制的曲线斜率来研究吸附动力学过程。二是选择经验性的化学动力学方程对数据进行拟合，依据较高的相关系数和较低的标准误差选择最优方程，根据吸附速率系数来进行定量的研究。影响吸附速率的因数有很多，比如Cu的初始浓度、土壤的组成、温度、其他重金属的竞争吸附和土壤固液比等等。土壤对Cu的吸附平衡时间目前没有定论，因为平衡时间受到许多环境条件的影响。共存重金属对Cu的吸附速率的影响以及几种条件耦合作用下对Cu吸附速率的影响研究较少。 1.2 吸附等温线 土壤对重金属的吸附是一个动态平衡过程，在固定的温度条件下，当吸附达到平衡时，土壤对重金属吸附量与溶液中重金属平衡浓度之间的关系，可用吸附等温线来表达，等温线在一定程度上反映了吸附剂与吸附质的特性；吸附等温线是用来描述土壤中Cu吸附的常用方法。Yu等[7]研究红壤对Cu的吸附-解吸时，得出两种红壤对Cu的吸附行为可以用Freundlich和Langmuir方程来描述，Freundlich比Langmuir更好，两种土壤从Langmuir方程得出的最大吸附量分别为Cu2+25.90 mmol/kg土和20.17 mmol/kg土。Mesquita[8]用平衡等温线阐述了Cu、Zn的土壤吸附；平衡等温线符合Freundlich和Langmuir 等温式；用于Cu和Zn值预测的竞争性Langmuir和扩散性Freundlich方程与实验数据具有很好的一致性。Harter和Baker[9]认为Langmuir方程中参数的大小不能用于解释反应的机理和结合键的强度；Elprince[10]等指出传统的Langmuir方程不能用来描述离子交换过程。尽管有一些学者对Langmuir方程和Freundlich方程用于解释金属阳离子在土壤中的吸附有异议，但是模型中的一些参数如最大吸附量和分配系数等在描述土壤中Cu 的吸附时还是有用的。用来描述土壤吸附Cu的吸附等温式有Langmuir吸附等温式、Freundlich吸附等温式、Temkin方程和Henry 吸附等温式，也不断有人改进这些吸附等温式，比如双表面吸附等温式和Langmuir竞争吸附等温式等等。但是应用最广泛的是Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式。有时候土壤对Cu 的吸附既符合Langmuir吸附等温式也符合Freundlich吸附等温式，但通常Langmuir方程被优先使用，因为它可以计算出潜在的吸附量和吸附系数，可以对土壤吸附Cu进行预测。一些研究者把从方程得出的吸附参数和土壤理化性质的关系进行拟合，对土壤吸附Cu进行评价和预测。在土壤吸附Cu的研究中应用吸附等温线对重金属吸附数据进行分析已经相当普遍；尽管Cu的吸附机制是否符合吸附模式的假设是值得考虑的，但是由于许多实验结果与经验吸附等温线相符，所以作为土壤对Cu吸附的定量描述，经验性的吸附等温式仍不失为一个十分有用的方法。考虑到土壤性质和环境因子对吸附的影响，模型中应该加入这些参数使其更能反映土壤对重金属的吸附过程，这方面的研究相对较少。 1.3 表面络合模式 对金属离子的吸附，已经有许多学者提出各种模型来说明氧化物表面上的吸附机理，例如离子交换、水解吸附、表面沉淀、氧化物胶体内层离子交换、表面络合及同晶置换作用等。其中表面络合模式是Stumn等[11]在20世纪70年代初期基于水合氧化物分散体系中金属的专属吸附作用提出来的，用于描述固-液界面的表面特征和吸附研究。该模式已经得到了广泛的应用，目前已经成为主要的理论模式之一。魏俊峰等[12]对Cu(II )在常见的重要高岭石表面的吸附进行了实验和模式研究，结果表明在同时考虑自由水合离子Cu2+和羟基金属离子CuOH+与高岭石表面络合的情况下，单一表面基团、无静电表面络合模式能很好地描述Cu (II) 的吸附行为，拟合得到的CuOH+的络合常数比Cu2+的大得多。Weirich 等[13]利用表面络合模式研究了简单有机酸存在条件下针铁矿对Cu、Ni和Cd的吸附行为。Ravat等[14]利用表面络合模式研究了有机物表面对Cu吸附。文湘华等[15]应用表面络合理论及其研究方法对乐安江沉积物的表面特征及对重金属的吸附特性进行了研究，结果表明3种表面络合模式即恒定容量模式、扩散层模式和三层模式均能较好地描述天然沉积物的吸附过程。杨亚提等[16]采用表面络合模式研究了不同陪伴离子对陕西4种典型土壤胶体(黄褐土、塿土、黑垆土和黄绵土)吸附Cu和Pb的影响。Wang等[17]证实了表面络合模式能应用于模拟重金属在沉积物上的吸附。应用表面络 [收稿日期] 2012-10-09 [作者简介] 赵娜(1982-)，女，上海人，本科，工程师，主要从事固体废物处理和资源化方面的工程与研究。

开题报告-壳聚糖纳米粒子吸附铜离子的性能研究

毕业论文开题报告 高分子材料与工程 壳聚糖纳米粒子吸附铜离子的性能研究 一、选题的背景和意义 壳聚糖分子中含有羟基，乙酰基和氨基，这决定了壳聚糖可进行多功能基团的化学反应。作为自然界唯一带有阳离子的天然多糖，具有独特的生物性能，故在纳米载药、载基因体系中倍受青睐[7-8]。壳聚糖如此多的生物活性使它在医药和生物材料领域备受关注，正在作为一种新型的天然高分子材料应用于实践中。甲壳素和壳聚糖都可以形成分子内和分子间氢键。甲壳素分子内有-OH-和-CO-基团，分子链之间存在强烈的氢键，所以几乎不溶于水及一般的有机溶剂、稀酸、稀碱或浓碱。而壳聚糖分子内有-OH，-NH 2 ，-O基团，也可以形成多种分子内氢键，但是与甲壳素不同的是其分子链的刚性和堆积密 度均小于甲壳素，所以其溶解性较甲壳素好。在稀酸中，壳聚糖的-NH 2被质子化为-NH 3 +， 破坏了原有的氢键和晶格结构，此时-OH与水分子结合，从而使壳聚糖溶解。壳聚糖为亲水性阳离子聚合物，在乙酸溶液中能产生聚电解质效应。在极稀的壳聚糖溶液中，壳聚糖的分子链充分伸直，类似刚性结构。甲壳素和壳聚糖是少数带正电荷的天然产物之一，具有许多独特的物理、化学性质和生物功能，又具有许多独特的生理活性，是一种非常有价值的新材料。 因CS本身所具有的特性，引起了人们的极大兴趣，在过去的30年中，其在农业、工业和医药领域中的应用发展迅速。在农业中，CS曾被用作一种抗病毒液添加到肥料中，帮助植物抵抗病毒侵害，以及作为重金属修复剂应用于农业和工业中。CS还曾作为一种化妆品添加剂和纺织品助染剂而广泛应用。在造纸的过程中也常加入CS作为加固剂。CS同时具有的生物活性、抗血凝成分和杀菌效果使其在外科手术中也有应用。。纳米粒子由于具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应而显示出独特的物理化学特性，近年来, 以CS 为原料制备的纳米粒子由于其在药物运输、基因治疗、污水处理等方面具有广泛的用途而备受关注, 成为当前的研究热点。在水处理方面，壳聚糖可用作吸附剂、絮凝剂、重金属离子螯合剂等。其最大优点是不会产生二次污染，目前最大用量是作为无毒的阳离子絮凝剂处理有机废水和螯合废水中的有毒金属离子。相信结合两者的特性制备壳聚糖纳米粒子来处理有机废水和螯合废水中的有毒金属离子也是一种新的探索。

改性硅藻土对水中铜离子的吸附

改性硅藻土对水中铜离子的吸附 发表时间：2017-11-07T19:19:12.463Z 来源：《基层建设》2017年第19期作者：薛丽君 [导读] 摘要：硅藻土是一种硅质岩石，主要化学成分是二氧化硅，在我国储量丰富，由于它独特的理化性能，目前在社会生活中已经得到比较广泛的应用，实验表明用硅藻土处理污水的方法既简便又有效，而且成本低廉，但天然硅藻土吸附能力较差，必须经过改性处理。 广东佛山市顺德区农业和社会工作局广东佛山 528300 摘要：硅藻土是一种硅质岩石，主要化学成分是二氧化硅，在我国储量丰富，由于它独特的理化性能，目前在社会生活中已经得到比较广泛的应用，实验表明用硅藻土处理污水的方法既简便又有效，而且成本低廉，但天然硅藻土吸附能力较差，必须经过改性处理。本文利用天然硅藻土为原料制备出改性硅藻土。用于吸附废水中的铜离子，实验结果表明：在一定范围内，升高吸附温度、硅藻土增加用量、使作用时间延长、调节酸碱度均可改善对铜离子的吸附效果。 关键词：硅藻土；吸附；铜离子；改性 水是地球的生命之源，是人类赖以生存和发展的重要的物质。然而，随着社会生产的发展，大量含重金属的有毒有害废水被随意排放，使不少江河湖泊都受到不同程度的重金属污染。在近几年，硅藻土的吸附能力得到越来越多的重视。其处理污水的方法既简便又有效而且成本低廉，基本没有二次污染，吸附后的硅藻土还可以再生，因此，研究利用其处理含重金属的废水具有可观的前景。天然硅藻土的主要成分是无定形二氧化硅，疏松多孔，这种微孔结构是硅藻土具有吸附能力的主要原因[1]，本实验采用天然硅藻土和改性硅藻土作为吸附原材料，对硅藻土在各种不同的条件下吸附铜离子的状况进行研究。 1.实验部分 1.1提纯 取200克优质长白山硅藻土原土，放入2000毫升的大烧杯中，加850毫升去离子水，搅拌溶解，放入超声波清洗器中处理十分钟，取出烧杯，静置一夜，吸出上层溶液进行离心，转速为4000转/分钟，离心五分钟，把下层固体用烘箱烘干，取出研磨成粉末，密封保存备用。 1.2 酸化 称取上面提纯烘干过的硅藻土30克于烧杯中，加入300毫升浓度为2摩尔/升的氯化氢溶液，搅拌均匀，用酒精灯加热沸腾，保持5小时，然后放到离心机中以转速为4000转/分钟，离心五分钟，用去离子水将所得固体部分多次洗涤，最后，将固体物质烘干，研磨成粉末，密封保存备用。 1.3改性处理 天然硅藻土对水中的重金属离子有着一定的吸附能力，但其吸附能力比较差，而且吸附效果受酸碱度的影响明显。所以，要提高天然硅藻土的吸附能力，必须经过改性处理。本实验采用烧碱进行改性，提高吸附能力。 改性步骤：在250毫升酸碱度为13的烧碱溶液中加入10克硅藻土，加热煮沸10小时，离心，用去离子水将所得样品多次洗涤直至溶液的酸碱度为7，取样品在烘箱中烘干，研磨，密封保存备用。 1.4吸附实验 用天平称取无水硫酸铜2.5克并溶解在1L蒸馏水中，玻璃棒搅拌溶解，得到铜离子浓度为1克/升，再用去离子水稀释20倍得到50毫克/升的硫酸铜溶液，作为含重金属废水。探究不同实验条件对吸附的影响 1.4.1 酸碱度对硅藻土吸附铜离子的影响 取铜离子+浓度为50毫克/升的溶液于带塞的锥形瓶中，调酸碱度为2，3，4，5，6，7，8共七个样本。吸附1小时 1.4.2 吸附作用时间对硅藻土吸附铜离子的影响 在25摄氏度、酸碱度=4、铜离子浓度50毫克/升、硅藻土用量为5克/升条件下，改变吸附时间对吸附铜离子的影响。时间设为0、10、20、30、40、50、60、70、80分钟共9个样本。 1.4.3 温度对硅藻土吸附铜离子的影响 在酸碱度=4、铜离子浓度50毫克/升、吸附时间为30分钟、硅藻土用量为5克/升条件下，试验吸附温度对铜离子的影响。从25摄氏度开始，每10摄氏度测一次，到85摄氏度为止，共7个样本。 1.4.4 硅藻土用量对吸附铜离子的影响 取铜离子浓度为50毫克/升的溶液，配制硅藻土的浓度分别为1、3、5、7、9、11、13、15克/升共八个样本。在25摄氏度、酸碱度=5、吸附时间为60分钟的条件下，进行硅藻土用量对铜离子吸附率的试验 以上所有样品均取上清液用电感耦合等离子体发射光谱仪测定残余铜离子浓度。 2 结果与分析 2.1 溶液酸碱度对吸附效果的影响 在加入硅藻土之前，调节溶液酸碱度值在2.0–8.0范围内，固定铜离子初始浓度为50毫克/升，搅拌时间为两小时，在室温下进行实验。 在酸碱度<3.0时，吸附效果比较差，当溶液的酸碱度从3上升到5时，硅藻土对铜离子的吸附量增加较大。 当酸碱度值大于5以后，课件硅藻土对铜离子吸附容量快速上升，这是由于溶液的酸性减少，铜离子开始生成成氢氧化铜沉淀使吸附率升高，当酸碱度到达7时，溶液中的铜离子已完全沉淀。 从实验中发现，在酸碱度相同时，改性硅藻土对铜离子的吸附能力优于天然硅藻土。尤其是酸碱度为5时相差最大，而酸碱度大于5时，铜离子开始生成沉淀，所以确定5为最佳的酸碱度，接下来所有的吸附实验均在酸碱度为5的条件下进行。 2.2 时间对吸附能力的影响 铜离子溶液浓度50毫克/升、室温条件下、酸碱度为5.、硅藻土用量为5克/升条件下，改变吸附时间观察吸附能力的影响，在吸附时间为30分钟以前，硅藻土快速吸附铜离子，吸附量随时间的增加而增加，随后吸附速率逐渐减缓，40分钟以后就更加缓慢，基本呈一直线，据统计，大约有七成的铜离子在最初40分钟内被改性硅藻土去除，基本达到饱和状态，所以，硅藻土吸附铜离子的适宜时间为40分钟。天

水体中铜离子的含量测定

阳极溶出伏安法测定污水中的Cu离子与其它方法的比较刘昂论文 目录 论文摘要 (3) 一、二乙胺基二硫代甲酸钠萃取光度法 (4) 二、原子吸收法测定水中的铜含量 (9) 三、碘量法测定铜 (16) 四、铜离子探针对铜离子含量的测定 (18) 五、参考文献 (20) 前言 目前常用的铜离子分析检测方法主要分为直接法和间接法两大类。直接法是一类直接利用铜离子自身物理、化学性质对其进行分析检测的方法；间接法是一类利用铜离子和指示剂（也可称为化学分子探针）之间的特异性化学反应或超分子作用产生的信号变化对铜离子进行分析检测的方法。铜离子的分析方法要求简便、快速、准确和低成本, 常用方法有: 配位滴定法、荧光分子探针、原子吸收法、碘量法、催化光度法、二乙基二硫代氨基甲酸钠分光光度法,催化显色光度法等。这些方法测定条件较苛刻, 应用范围受到一定的限制。另外, 还有原子吸收光谱法和ICP 分析法, 但是这些分析方法成本较高, 一般的化工企业承受不了。本文介绍基于电化学工作站阳极溶出伏安法测污水中铜离子应用此法操作简单、适用性广、检测成本低, 具有很好的应用价值。同时将其

推广同时一次同时性测定污水中的各种重金属离子浓度。操作简单，便于携带，成本低，更实用与环境监测测污水中的重金属离子浓度。 本文先讨论其它方法测定污水中的铜离子的步骤原理及优缺点,再与阳极溶出伏安法对比其优劣性。 一、测定方法：二乙胺基二硫代甲酸钠萃取光度法 1.1方法原理 在氨性溶液中（PH9—10），铜与二乙胺基二硫代甲酸钠作用，生成摩尔比为1:2的黄棕色络合物，该络合物可被四氯化碳或氯仿萃取，其最大的吸收波长为440nm，在测定条件下有色络合物可稳定1h，其摩尔吸收系数为1.4. 1.2适用范围 本方法的测定范围为0.02—0.60mg/L，最低检出浓度为0.01mg/L，经适当稀释和浓缩测定上限可达2.0mg/L。用于地面水及各种工业废水中铜的测定。仪器：分光光度计、恒温电热器。试剂：盐酸、硝酸、氨水，一级纯。四氯化碳。氨水。0.2%（m/v）二乙胺基二硫代甲酸钠溶液。称取0.2g二乙基二硫代氨基甲酸钠溶于水中并稀释至100ml。用棕色玻璃瓶贮存，放在暗处，可以保存两周。甲酚红指示液（0.4g/L）：称取0.02g试剂溶于95%乙醇50ml中。EDTA—柠檬酸铵溶液：称取5gETDA（乙二铵四乙酸二钠）和20g柠檬酸三铵溶于水中并稀释至100ml，加入4滴甲酚红指示液，用1：1氨水调至PH8—8.5，加入5ml

离子印迹聚合物功能单体的研究进展

离子印迹聚合物功能单体的研究进展 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 分子印迹技术(molecular imprinting technique，MIT)也叫分子模板技术，是指以目标分子为模板分子，将具有结构上互补的功能单体通过共价或非共价键与模板分子结合，并加入交联剂进行聚合反应，反应完成后将模板分子洗脱出来，形成一种具有固定空穴大小和形状及有确定排列功能团的刚性聚合物。在聚合物上留下了和模板分子在空间结构、结合点位完全匹配的三维空穴，这个三维空穴可以专一地、选择性地重新与模板分子结合，从而使该 聚合物对模板分子具有专一的识别功能。这种交联 高聚物即分子印迹聚合物(molecular imprinting polymers，MIPs)。 1 离子印迹技术原理 离子印迹技术是分子印迹技术的一个重要分支，是以离子为模板，通过离子与功能单体的静电、配位等的相互结合作用，形成具有固定孔径大小的三维网状立体的刚性结构，并对模板离子具有较高的识别度。

离子印迹技术保留了分子印迹技术的部分优点，同时还具有识别模板离子的作用。早在1972 年，Wulff 和Klotz 等制备了世界上第一个离子印迹聚合物和分子印迹聚合物材料。随后，在1976 年，Nishide 等通过4-乙烯基吡啶与1,4-二溴丁烷交联制备出4-乙烯基吡啶为功能单体的金属离子印迹聚合物，并对此类离子印迹聚合物作了相关描述。到了2006 年，Saat??lar 等详细阐述了制备离子印迹聚合物的 3 个重要步骤：①络合金属离子的可聚合配合物;②配合物的聚合;③聚合后模板离子的去除。 2 功能单体 离子印迹聚合物的功能单体特征是其结构中带有不同的功能基团，且能通过离子键或配价键与模板离子相互作用形成螯合物。由于功能单体与金属离子之间常以离子键、配位键等相互作用，这种键的作用具有空间结构稳定、定向性强等特点，相比于氢键、范德华力、静电作用和疏水作用等具有更强的作用力。因此这种作用有利于制备高选择性和印迹功能稳定的印迹聚合物。 功能单体的选择取决于其与金属离子的作用方式。若两者相互作用越强，其形成的螯合物稳定性越高，离子印迹聚合物螯合金属离子的能力就越强，对

铜离子测定

一．铜离子标准曲线的测定 2.4.1试剂的配制： (1)EDTA-柠檬酸铵-氨性溶液：称取1.20 g 乙二胺四乙酸，0.25 g柠檬酸铵,加10.0 mL 蒸馏水，30 mL浓氨水，再用蒸馏水稀释到100 mL。 (2)NH4Cl-NH3H2O缓冲液：称取7 .00 g 氯化氨，加57 .0 mL浓氨水，用蒸馏水稀释到100.0mL。 (3)显色剂溶液:称取0.20g二乙基二硫代氨基甲酸钠溶于100.0 mL蒸馏水中。 (4)配制0.05 mol/L 乙二胺四乙酸二钠溶液； 2.4.2 Cu2+标准曲线的测定： 分别配制40、30、20、15、10、8、6、4、2、0 mg/L铜标准液； (1)取10.0 mL铜标准液加蒸馏水至25.0 mL，再倒入于100.0 mL的分液漏斗中； (2)加EDTA-柠檬酸铵-氨性溶液5.0 mL； (3)再加NH4Cl-NH3H2O缓冲液25.0 mL； (4)加2.5 mL显色剂，振荡均匀，静置2 min； (5)加入四氯化碳萃取液5.0 mL，振荡2 min，静置。 以纯四氯化碳作参比溶液，在波长为546.0 nm下测定所配制的一系列不同浓度的铜标准溶液的吸光度A，即可绘制铜离子的标准线。 二．吸附的影响因素 1. 吸附时间对吸附性能的影响。（pH=6，时间间隔为5min、10min、20min、30min、50min、80min、120min，180min，溶液250.0mL, 浓度1.2mmol/L）（确定吸附平衡时间）； 2. pH值对吸附性能的影响（2，3，4，5，6，7）（溶液250.0mL, 浓度1.2mmol/L）（确定pH值）； 3.吸附剂的投加量对吸附性能的影响 (投加量分别为0.2, 0.4, 0.8, 1.2, 2g/L, pH为上面研究的最佳值，溶液250.0mL, 浓度1.2mmol/L) ；（确定合适的吸附剂的投加量）； 4. 溶液的初始浓度对吸附性能的影响；（ 0.3，0.6，0.9，1.2,2.0mmol/L） 5.温度对吸附性能的影响；（温度分别为30，35，40，45，50度，投加量、pH 为上面研究的最佳值，溶液250.0mL, 浓度1.2mmol/L）（确定吸、放热）。