Rh(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)离子表面印迹聚合物的制备、性能及应用研究

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钯和铑是重要的贵金属元素,它们理化性质独特,被应用于诸多领域,因此研究其分离富集方法有着重要意义。本文在查阅了大量文献基础上,结合了表面离子印迹聚合物的选择性好、制备方法简单等优势,开展了Rh(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)表面印迹聚合物的制备及其作为选择性分离和富集Rh(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的材料的应用研究工作。具体工作内容如下:1、以1,2,4-三氮唑为原料,合成了化合物1-甲基丙烯酰基-1,2,4-三唑(MAT),并以其为功能单体,乙烯化氨基碳纳米管为载体,Na3(RhCl6)为模板,采用正交试验设计法优化了单体、交联剂(EGDMA)和载体的用量后,选择Na3RhCl6的用量为0.1 mmol、MAT的用量为0.5 mmol、载体的用量为0.125 g、EGDMA用量为3 mmol,制备了一种Rh(Ⅲ)离子表面印迹聚合物Rh(Ⅲ)-ⅡP@VMWCN,并用FTIR(傅立叶红外光谱仪)、SEM(扫描电子显微镜)和氮气吸附实验表征了印迹聚合物的结构、形貌,研究了其吸附性能和作为固相萃取剂的应用价值。该印迹聚合物的印迹因子1.87、平衡吸附量为3.55 mg/g,用其制备的固相萃取柱对Rh(Ⅲ)的萃取回收率达到了68%,而对其它共存离子(Fe3+、Cu2+、Ni2+和Pd2+)的萃取率全部在16%以下。2、采用3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯(KH570)改性的硅胶(SiO2-KH570)为载体,α-甲基丙烯酸(MAA)与3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)反应得到的混合单体MAA-KH550为功能单体,在对功能单体、载体以及交联剂EGDMA的用量逐一优化后,选择0.1 mmol的模板Na3RhCl6、0.4 mmol的KH550-MAA、0.08 g的载体SiO2-KH570和3 mmol的交联剂EGDMA,通过在硅胶表面接枝共聚,制备了一种Rh(Ⅲ)离子表面印迹聚合物(Rh(Ⅲ)-ⅡP@SiO2-KH570),并用FTIR、SEM、氮气吸附实验表征了印迹聚合物的结构与形貌,研究了其吸附性能和作为固相萃取剂的应用性能。结果表明,该印迹聚合物的平衡吸附量为3.20 mg/g,印迹因子为2.32,用其制备的固相萃取柱对Rh(Ⅲ)的萃取回收率为67%,对其它离子(Fe3+、Ni2+、Cu2+和Pd2+)的萃取率低于15%。3、以邻苯二氨、溴丙烯、水杨醛为原料,制备了一个salen配体N,N’-双(3-丙烯基水杨醛)邻苯二胺(BASP),并以其为功能单体,改性硅胶SiO2-KH570为载体,在优化了单体、载体及交联剂的用量后,选择0.1 mmol的模板Na2PdCl4、3 mmol的交联剂EGDMA,0.3 mmol的单体BASP、0.11 g的载体SiO2-KH570,制备了一种Pd(Ⅱ)离子表面印迹聚合物(Pd(Ⅱ)-ⅡP@SiO2-KH570),并用FTIR、SEM表征了印迹聚合物的结构和形貌,研究了其吸附性能和作为固相萃取剂的应用性能。实验结果表明,该表面印迹聚合物在10 mL Pd(Ⅱ)浓度为0.02 mg/mL的水溶液中对Pd(Ⅱ)的平衡吸附量为6.19 mg/g,印迹因子为2.28,用其制备的固相萃取柱对Pd(Ⅱ)的萃取回收率可以达到70%,而对其它离子(Fe3+、Rh3+、Ni2+和Cu2+)的萃取回收率不超过17%。
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