水体重金属污染给地球生态环境和人类健康带来极大的危害,如何科学有效地控制和治理水体重金属污染成为广大环保工作者研究的热点之一。其中,对于治理低浓度或微量浓度重金属污染水体,吸附技术显现出独特的优势,并得到广泛应用。吸附材料是技术关键,因此,研究各种新型吸附材料是这一领域的重要方向之一。 本文提出研究一种新型多孔聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)温敏水凝胶吸附材料地合成、表征和应用基础,主要涉及新型温敏吸附材料的合成、表征以及其在水中的溶胀/退溶胀动力学、对水体中Cu2+的响应动力学和吸附行为,有重要的科学研究意义和应用前景。 本文提出采用微波辐射法合成聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)[P(NIPAAm-co-AAc)]水凝胶,并表征其结构和吸附性能。结果表明：采用微波辐射法可快速地合成了P(NIPAAm-co-AAc)共聚水凝胶,所得到的共聚水凝胶在充分溶胀状态下具有发达的孔隙结构,在碱性条件下所合成的水凝胶具有比酸性条件下合成的水凝胶更为发达的孔隙结构,孔径大小较为均一,孔道较深。 本文研究了微波辐射法合成的P(NIPAAm-co-AAc)共聚水凝胶其溶胀/退溶胀性能和动力学。结果表明：在碱性条件下合成的PNA-2共聚水凝胶的溶胀率(SR)是酸性条件下合成的PNA-1水凝胶SR的11.2倍,是PNIPAAm水凝胶SR的14.5倍；PNA-2在退溶胀前20min释出水的质量分别是PNA-1、PNIPAAm的7.9和9.3倍,显示出更好的温度敏感性能。PNA系列水凝胶的SR均随着溶液中pH的增大而明显增大,表现出良好的pH敏感性能。 本文研究了微波辐射法所制备的P(NIPAAm-co-AAc)共聚水凝胶不同实验条件下对Cu2+的收缩响应动力学,并建立了Cu2+浓度对水凝胶体积收缩反应速率常数的关系模型。结果表明：在Cu2+溶液中,水凝胶体积收缩的速率方程为拟一级方程,拟合数据与实验数据呈现高度一致(R2>0.99)。 本文研究了微波辐射法所制备的P(NIPAAm-co-AAc)共聚水凝胶对溶液中Cu2+的吸附和对废水的净化。结果表明：微波辐射法比常规水浴法制备的P(NIPAAm-co-AAc)共聚水凝胶对Cu2+的吸附量升高了12.5倍(当TLCST),最大吸附量达到3.6mmol/g dry_gel。在其LCST附近,水凝胶对Cu2+的体积吸附量产生突变,可大大的提高对金属离子的富集。利用PNA-I处理9mg/L Cu2+废水,60℃时每克凝胶(干基)可产生144克无Cu2+离子净水；PNA-II处理90mg/L Cu2+废水,可产生108克净水,二次吸附时分别可以得到108克和90克净水。本文还提出一种处理重金属污水的工艺流程,利用干凝胶在常温条件下吸附重金属废水,然后取出吸附饱和的水凝胶,对其稍加热至其的LCST点以上,使凝胶释放出净水并直接排放。这种工艺流程可以处理低浓度的Cu2+水溶液,流程简单,能源消耗低,不会对环境产生二次污染。