【摘 要】
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水凝胶是一种具有高含水量的三维网络的聚合物材料,具有较快的扩散速率、高吸附量、操作简单、方便回收利用等优点,在吸附性能方面具有巨大潜力。本文合成了两种水凝胶吸附剂,并应用于重金属废水的吸附,均取得了良好的治理效果。主要研究内容如下所述:(1)本文采用淡紫拟青霉菌种和N-异丙基丙烯酰胺合成了微凝胶并将其作为交联剂合成了琼脂/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸羟乙酯)双网络凝胶,并使用三乙烯四胺进行胺基化改性
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水凝胶是一种具有高含水量的三维网络的聚合物材料,具有较快的扩散速率、高吸附量、操作简单、方便回收利用等优点,在吸附性能方面具有巨大潜力。本文合成了两种水凝胶吸附剂,并应用于重金属废水的吸附,均取得了良好的治理效果。主要研究内容如下所述:（1）本文采用淡紫拟青霉菌种和N-异丙基丙烯酰胺合成了微凝胶并将其作为交联剂合成了琼脂/聚（丙烯酰胺-co-丙烯酸羟乙酯）双网络凝胶,并使用三乙烯四胺进行胺基化改性。随后对该凝胶进行了理化性能表征。力学测试证明该凝胶具有优异的力学性能。溶胀测试中表明该过程符合非Fikian定律,扩散速率等于高分子链的松弛速率。吸附实验证明吸附剂在p H 4-7时具有较好的吸附性能,干扰离子低浓度下对吸附影响不大。通过单组份和混合组分的选择性吸附实验中,对Pb（II）的选择性最好,而且随着混合组分的浓度降低,分配系数变大。在等温吸附实验中,随着温度的升高,吸附量降低。在20℃时,通过Langmuir模型计算出Cd（II）和Pb（II）的最大理论吸附量分别为118.36和182.23 mg/g。通过XPS吸附机理的研究发现,该吸附过程主要依靠修饰改性上胺基和丙烯酰胺的酰胺基。（2）采用海藻酸钠、N-异丙基丙烯酰胺、环氧氯丙烷和乙二胺材料,合成了一种具有温敏特性的水凝胶微球NH2-海藻酸钠/聚N-异丙基丙烯酰胺（NH2-SA/PNIPA）,并对该凝胶进行了物理化学性质表征。NH2-SA/PNIPA具有较快的溶胀速率和温度敏感性。研究结果表明:该凝胶在4-7的p H范围内能够有效吸附重金属离子,对Cd（II）的选择性吸附效果最好。改水凝胶微球对Cd（II）和Cu（II）吸附的最大理论吸附量分别为100.54和57.2 mg/g。HSDM动力学模型计算出Cd（II）和Cu（II）在20℃时凝胶内部的扩散系数分别为3.24×10-11、4.75×10-11、在40℃时分别为1.83×10-10和3.74×10-11。合成的凝胶吸附剂经过五次循环,吸附性能几乎没有多大下降。XPS结果分析表明:其吸附机理主要依靠海藻酸钙的羧酸钙于重金属离子的交换作用和修饰胺基的螯合配位作用。
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