聚丙烯酸盐-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 杨璐泽 于萌 刘淼

引用本文: 刘宛宜,  杨璐泽,  于萌,  刘淼. 聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶的制备及对重金属离子吸附性能的研究[J]. 分析化学, 2016, 44(5): 707-715. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.150916 shu
Citation:  LIU Wan-Yi,  YANG Lu-Ze,  YU Meng,  LIU Miao. Preparation of Poly(Acrylate-Acrylamide) Hydrogel and Its Adsorption Performance to Heavy Metal Ions[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2016, 44(5): 707-715. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.150916 shu

聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶的制备及对重金属离子吸附性能的研究

  • 基金项目:

    本文系科技部科技重大专项-004基金项目(No.2012ZX07202009)资助

摘要: 以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,K2S2O8为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法合成P(AA-AM)水凝胶,通过正交实验优化了P(AA-AM)水凝胶的制备工艺。对制备的P(AA-AM)水凝胶进行了SEM和XPS分析,探讨了P(AA-AM)水凝胶对Cu2+、Pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附等温线和吸附动力学行为,研究了P(AA-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-AM)水凝胶吸附性能的影响。实验结果表明,所制备的P(AA-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-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-AM)水凝胶粉末,在35℃、pH=5的条件下进行吸附等温线实验,得到水凝胶对重金属Cu2+,Pb2+,Zn2+和Cd2+的理论最大吸附量分别为186,588,208和403 mg/g。P(AA-AM)水凝胶对重金属离子的吸附符合准二级动力学模型(R2>0.98),吸附等温线符合Langmuir吸附等温线(R2>0.95)。干扰离子实验和理论模拟均证明P(AA-AM)水凝胶对Pb2+具有良好的吸附性。

English

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  • 收稿日期:  2015-11-16
  • 修回日期:  2015-12-18
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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