【摘 要】
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控制重金属污染一直被认为是环境修复的主要任务之一。铬作为危害最大的重金属之一,其具有多种价态且已广泛应用于工业生产及制造。尤其是六价铬Cr（Ⅵ）具有良好的水溶性且表现出极强的生物毒性,处理不当的含Cr（Ⅵ）污水会造成严重污染。因此,开发可有效治理六价铬污染的新材料具有重要意义。聚芳醚腈（Polyarylene Ether Nitrile,PEN）作为一种特种高分子材料,通过分子设计向PEN分子链引
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控制重金属污染一直被认为是环境修复的主要任务之一。铬作为危害最大的重金属之一,其具有多种价态且已广泛应用于工业生产及制造。尤其是六价铬Cr（Ⅵ）具有良好的水溶性且表现出极强的生物毒性,处理不当的含Cr（Ⅵ）污水会造成严重污染。因此,开发可有效治理六价铬污染的新材料具有重要意义。聚芳醚腈（Polyarylene Ether Nitrile,PEN）作为一种特种高分子材料,通过分子设计向PEN分子链引入活性基团,并使其与金属离子发生化学反应,有望形成一种可吸附Cr（Ⅵ）的功能材料。此外,聚芳醚腈可作为大分子配体敏化镧系稀土离子的荧光发射。因此,通过分子设计合成含有反应性官能团的聚芳醚腈,并通过调控其与稀土离子的交联组装过程,可获得形貌可调控的聚合物荧光复合材料。依据上述理论,本论文围绕可用于Cr（Ⅵ）吸附及检测的双功能材料展开研究,具体内容如下:（1）通过分子设计合成含羧基和磺酸基的双亲水聚芳醚腈嵌段共聚物（dhPEN）以及含羧基聚芳醚腈共聚物（coPEN）,并进行结构与性能表征。（2）基于溶剂置换法制备了铽离子交联聚芳醚腈（Tb-dhPEN）纳米复合材料,并证实该材料同时具有吸附和检测Cr（Ⅵ）的双重性能。片层状Tb-dhPEN对Cr（Ⅵ）的最大吸附量达402.04 mg/g,遵循多层化学吸附机理。球形Tb-dhPEN在545 nm处的荧光强度可被Cr（Ⅵ）选择性淬灭,且荧光淬灭程度与0.05-100 μM Cr（Ⅵ）浓度呈现性相关性,对Cr（Ⅵ）检测限低至0.12 nM。（3）对coPEN进行进一步的化学改性,使其侧链部分腈基转化为偕胺肟基,并以转化前后coPEN与Tb3+为原料,通过静电纺丝技术制备了纳米纤维膜,表现出针对Cr（Ⅵ）的有效吸附和快速定性检测能力。与改性前纤维膜相比,转化后Tb-coPEN纤维膜对Cr（Ⅵ）的吸附能力提升约3倍,且表现出可肉眼识别的Cr（Ⅵ）荧光响应特性。综上所述,本工作通过聚芳醚腈分子设计与稀土离子配位,成功开发了可用于Cr（Ⅵ）吸附和检测的双功能复合材料,为未来开发重金属污染治理材料提供了新思路。
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