ReO4-溫敏性離子印跡復(fù)合膜的制備及其吸附分離性能研究

ReO4-溫敏性離子印跡復(fù)合膜的制備及其吸附分離性能研究ReO4-溫敏性離子印跡復(fù)合膜的制備及其吸附分離性能研究

摘要：本文以可逆性熱敏聚N-異丙基丙烯胺（pNIPAM）為主要材料，并通過原位共聚合法制備了ReO4-溫敏性離子印跡復(fù)合膜。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）和熱重分析（TGA）對(duì)復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行表征。利用靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)和選擇性吸附實(shí)驗(yàn)研究了復(fù)合膜對(duì)ReO4-的吸附性能，并探討了溫度對(duì)吸附性能的影響。結(jié)果表明，復(fù)合膜對(duì)ReO4-具有良好的選擇性吸附性能，并且在較低的吸附溫度下即可實(shí)現(xiàn)高效吸附。

關(guān)鍵詞：溫敏性離子印跡；復(fù)合膜；ReO4-；吸附分離性能；選擇性吸附

1.引言

離子印跡技術(shù)作為一種有效的分離和富集方法，在環(huán)境污染治理和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的離子印跡材料難以滿足對(duì)溫度和pH值的調(diào)控要求。近年來，溫敏性材料由于其響應(yīng)速度快、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，逐漸受到了研究者的關(guān)注。ReO4-作為一種重要的離子污染物，具有高毒性和高溶解度，在水體中被廣泛檢測到。因此，開發(fā)一種可用于ReO4-分離與富集的溫敏性離子印跡材料具有重要意義。

2.實(shí)驗(yàn)部分

2.1材料與儀器

本實(shí)驗(yàn)所用材料主要有：pNIPAM、巰基聚乙二醇（PEG-SH）、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）、甲基丙烯酸銀（MPS）、二氧化硅納米粒子等；儀器設(shè)備主要有：掃描電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜儀、熱重分析儀等。

2.2復(fù)合膜的制備

首先，在pNIPAM溶液中加入PEG-SH、EDMA和MPS進(jìn)行混合反應(yīng)，得到巰基化聚合物。然后，將巰基化聚合物與二氧化硅納米粒子進(jìn)行混合，并通過原位共聚合法在溫控平板上制備溫敏性離子印跡復(fù)合膜。

3.結(jié)果與討論

通過SEM觀察，復(fù)合膜呈現(xiàn)出均勻的顆粒分布和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。FT-IR分析表明，巰基化聚合物成功修飾了二氧化硅納米粒子表面。TGA測試結(jié)果顯示，復(fù)合膜具有良好的熱穩(wěn)定性。

通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)得知，復(fù)合膜對(duì)ReO4-具有良好的吸附性能。在pH=7時(shí)，吸附平衡時(shí)間為60分鐘，吸附容量可達(dá)到210mg/g。同時(shí)，復(fù)合膜對(duì)其他陰離子具有較弱的吸附能力，表現(xiàn)出良好的選擇性吸附性能。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合膜對(duì)ReO4-的吸附性能受溫度的影響較大。隨著溫度的升高，吸附容量顯著降低。這可以歸因于pNIPAM的相變溫度約為32℃，在高溫下復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致其吸附性能下降。

4.結(jié)論

本研究成功制備了一種ReO4-溫敏性離子印跡復(fù)合膜，并探討了其吸附分離性能。復(fù)合膜對(duì)ReO4-具有良好的選擇性吸附性能，在較低的吸附溫度下即可實(shí)現(xiàn)高效吸附。這為離子印跡技術(shù)在離子分離與富集方面的應(yīng)用提供了新的思路和方法。

注：以上文章為模擬生成，不是真實(shí)的學(xué)術(shù)論文綜合以上研究結(jié)果，本研究成功制備了一種具有溫敏性能的ReO4-離子印跡復(fù)合膜，該膜具有良好的吸附性能和選擇性。通過SEM觀察和FT-IR分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜具有均勻的顆粒分布和成功修飾的表面。TGA測試結(jié)果顯示，復(fù)合膜具有良好的熱穩(wěn)定性。靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合膜對(duì)ReO4-具有較高的吸附容量和吸附平衡時(shí)間，同時(shí)對(duì)其他陰離子具有較弱的吸附能力，表現(xiàn)出良好的選擇性吸附性能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合