《吸附材料.ppt

从PANI/ATP纳米复合吸附材料到ATP表面分子（离子）印迹PANI材料 前 言 随着城市化进程的不断加快和工农业的发展，大量有害的重金属污染物排入水体，严重威胁着生态环境和人类健康。目前对于高浓度的重金属废水我们可以用化学沉淀、电沉积等方法处理；对水中低浓度（10mmol/L）或微量重金属（1 mmol/L）的去除主要是通过离子交换、反渗透等途径，这些方法处理成本太高，难以得到广泛的应用。所以，我们化学人一直致力于新型、高效、低成本的方法和材料的研究；而我们实验室近年来主要是研究ATP、PANI及其改性材料和复合材料、再到目前做的离子印迹材料对水体中微量重金属离子的吸附富集从而达到水体净化的效果。 内容提要 凹凸棒石（ATP） 凹凸棒石又名坡缕石，是一种层链状结构的水富镁铝硅酸粘土矿物。凹凸棒石粘土有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体和吸附性能具有广泛的应用领域，有 “千土之王”、“万用之土”等美誉 。 一、ATP的纯化 超声水热法提纯: 配制一定浓度的分散剂(剂六偏磷酸钠水)溶液，恒温搅拌下加入凹土(固液比为 1：20)；充分搅拌后，将此悬浮液置超声波振荡器中超声震荡，至悬浮液中的凹土颗粒充分水化分散；静置30min后，将悬浮液上下两部分分离，上部采用真空冷冻干燥，即为纯化的ATP 由扫描电镜分析可看出，与处理前凹土(a)相比，六偏磷酸钠分散处理后凹土(b)为松散纤维状晶体，外观具备纯凹土完美晶体特征 二、凹凸棒石的改性及性能 ATP的有机改性及应用研究 盐酸活化纯ATP吸附Cr3+的性能研究 ATP复合改性材料的应用研究 ATP的有机改性及应用研究 超声波法有机改性凹凸棒石： 用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵作为改性剂，与一定量的凹凸棒石混合搅拌均匀，用超声波细胞粉碎器处理一定时间，洗涤、离心、干燥、研磨过200目筛，得到有机改性的凹凸棒石。 吸附能力评定： 分别称取未改性的和有机改性的凹凸棒石 0.5、 1.0、1.5、2.0、 2.5g，各加入50mL洋葱水，调节pH，恒温振荡培养箱振荡30min，离心，取上清液，调节pH为中性，用感官法评定凹凸棒石对脱水洋葱加工废水中含硫化合物的吸附能力。 为确定凹凸棒石对脱水洋葱加工废水的除臭能力，选择尽可能多的人对凹凸棒石处理前后的脱水洋葱加工废水进行多次感官检验， 并以污水的臭强度等级进行综合评价，臭味强度等级见下表。 由表中数据可以看出 , 未进行有机改性的凹凸棒石处理脱水洋葱加工废水效果不明显 , 处理后的脱水洋葱加工废水仍然具有较强的气味 , 随着添加量的增加 , 脱水洋葱加工废水的臭强度等级无任何变化 , 说明未进行有机改性的凹凸棒石对洋葱中含硫化合物的吸附量很少 , 基本不具备为脱水洋葱加工废水脱臭的能力；而该型后的凹凸棒石当用量达到2.5g时可以讲臭味几乎完全除去。 聚 苯 胺 聚苯胺（PANI）分子中含有大量的胺基和亚胺基,它们对重金属离子具有良好的络合作用 。而且这些胺基及亚胺基还具有还原性，可以与一些氧化电位较高的重金属离子发生氧化还原反应吸附，同时聚苯胺类吸附剂对Pb2+、Hg2+、Cu2+等重金属离子具有离子交换功能，且聚苯胺具有很好的耐溶剂性能，使其能够广泛适应于各种复杂的吸附环境。 PANI/ATP纳米纤维复合材料对溶液中痕量Cr(VI)的吸附性能研究 原位聚合法制备： 将取二次蒸馏过的苯胺2mL，加入到装有0.01mol过硫酸铵和15%ATP浆液的反应容器中，在室温及盐酸掺杂搅拌条件下，使混合物持续反应4h，过滤并用去离子水冲洗至中性，80℃烘干得到墨绿色PANI/ATP复合材料。在相同条件制得纯聚苯胺。 吸附试验: 于三口烧瓶中加入100 mL配好的100μg/L六价铬离子溶液和0.5g PANI/ATP复合材料，在20 ℃以600 r/min速度搅拌60 min。经抽滤，取滤液,利用二苯碳酰二肼分光光度法测定其中六价铬离子的残留量, 计算水中六价铬离子的去除率。式中Co和Ce 分别为Cr (VI)溶液初始浓度吸附平衡浓度，单位μg/L 吸附率按下式计算： 上图是ATP、PANI和PANI/ATP复合材料的FTIR谱图。复合材料FTIR中的1641.8、1033.9 cm-1 和474.3 cm-1处的吸收峰分别为矿物吸附水和层间水、(Mg,Al)—Si—O伸缩振动和Si—O—Si键的伸缩振动带，与对应出现在1637.4、1030.3cm-1和481.6cm