纳米二氧化硅表面离子印迹聚合物对水中铅离子的分离富集行为研究[开题报告].doc

1、毕业论文 开题报告 环境工程 纳米二氧化硅表面离子印迹聚合物对水中铅离子的分离 /富集行为研究 一、选题的背景、意义 分子印迹技术 (Molecular Imprinting Technology， MIT) 是一种制备对某一特定分子( 模板分子或印迹分子 ) 具有选择性识别能力的新型聚合物的过程，通常可以描述为制造识别“分子钥匙”的人工锁技术。 目前为止，已经成功制备出了以 Ni2+、 Cu2+ 、 Cd2+ 、 Zn2+ 等多种金属离子为模板分子的金属离子印迹聚合物。离子印迹聚合物因其可靠的机械稳定性、 识别能力、易解吸和再生等性能，在离子分离、净化和回收领域已广为人们所接受，并为金属离子

2、污染治理和回收的工业应用提供了技术基础。 本论文针对国内外环境污染处理，污水处理不断提出的要求，研究纳米二氧化硅材料表面离子印迹对环境废水中重金属离子铅离子分离 /富集行为及机理，实现对这些重金属离子高选择性，高吸附容量，快速的吸附 /分离，增强印迹材料的再生能力，延长使用寿命，降低成本，达到推动污水处理工艺的完善，促进环保行业的发展的目的。 二、相关研究的最新成果及动态 （ 1）河南省师范大学的 苏现伐 、 石慧丽 、 朱桂芬 、 高燕哺 、 樊静 关于 铅离子印迹聚合物的制备及特异吸附性能研究 ； （ 2）江苏大学的 王玲玲 、 闫永胜 、 邓月华 、 李春香 、 徐婉珍 关于 铅离子印迹

3、聚合物的制备、表征及其在水溶液中的吸附行为研究 ； （ 3） 曲阜师范大学 的 郑永军 、 赵斌 关于 金属离子印迹聚合物微球的制备及吸附性能研究 ； （ 4）江苏大学的 张祖磊 、 李春香 、 闫永胜 、 高捷 、 潘建明 、 张孝杰 关于 光谱法分析晶须表面离子印迹对镉的吸附行为 的研究； （ 5）江苏大学的 李春香 潘建明 刘燕 高捷 闫永胜 陈静 关于 凹凸棒石及其表面离子印迹聚合物对水溶液中 Sr（ ）的吸附机制 的研究； （ 6） 南华大学的王劲松、包正垒、刘耀驰、刘丽平、陈思光关于离子印迹技术及其在重金属污染治理和回收中应用的研究； （ 7）鲁东大学的张栓红、孙昌梅、曲荣君关于表

4、面分子 (离子 ) 印迹硅胶 / 聚合物的制备及性能研究进展的研究； （ 8）东华大学的王丽敏、 周美华、景志娟、 钟艾夫关于铅离子印迹 吸附剂的制备及固相萃取性能研究。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标 1. 研究方法： 利用分子印迹技术合成了以铅离子为模板离子，甲基丙烯酸为功能单体的离子印迹聚合物，通过电感耦合等离子体原子发射光谱法 ( ICP-AES) 研究了此离子印迹聚合物对 Pb( ) 的吸附行为；研究印迹聚合物对 Pb( ) 的吸附动力学和吸附等温线 , 得出此吸附属 Langmuir 吸附模型；探讨酸度、吸附剂用量 , 静置时间对吸附行为的影

5、响。 2. 难点：离子印迹聚合物 (Ionimprinted polymers， IIPs)是一类新型的离子识别材料，是印迹聚合物研究领域的一个新的分支，在离子印迹聚合物的制备上可能有点困难。 3. 预期目标：运用 ICP-AES 光谱法结合分子印迹原理测定纳米二氧化硅表面离子印迹聚合物，通过一系列分离、富集实验得出最适 p H,最适吸附剂用量 , 同时得出了该印迹聚合物对水溶液中 Pb ( ) 离子具有较高的吸附容量和较好的识别性 , 考察了此吸附剂对环境中实际水样的处理情况 , 实验表明光谱法结合表面离子印迹可实现水样中痕量金属的分离与富集。 四、论文详细工作进度和安排 （ 1） 2010

6、 年 9 月 2010 年 11 月 设计纳米二氧化硅表面离子印迹材料具有均一形貌，利用红外和电镜表征材料形貌。解决材料制备上的均匀度问题。充分注意制备过程中各种参数的可控性，选出最佳的纳米结构制备方法，进行有目标的样品制备。 （ 2） 2010 年 11 月 2011 年 2 月 利用各种光谱分析技术，对重金属离子的印迹效果进行分析、评价。研究重点放在纳米空间结构、尺寸、功能单体及交联剂等参数对印迹分离的影响上，摸索出其中的一些基本规律。 （ 3） 2011 年 2 月 2011 年 5 月 掌握动态、静态固 相萃取机制。通过建立动力学模型展开理论方面的探讨。同时，展开表面印迹离子印迹纳米材

7、料对环境废水中重金属离子的吸附和分离机理的理论研究，利用分类和归纳等方法研究表面离子印迹纳米材料对重金属离子选择性提高的存在机制。 五、主要参考文献 1 Lv Y. Q., Lin Z. X., Feng Wei, et al . Biochemical Engineering Journal, 2007, 4(470): 9-16. 2 Sanchez-Barragan I. Sensor and Actuators B, 2007, 123: 798-804. 3 Cacho C., Turiel E., Martinesteban A. Anal. Bioanal. Chem., 200

8、3, 376: 491-496 4 Christina Schirmer, Hans Meise. J. Chromatogr. A, 2006, 1132: 325 328 5 Crescenzi C., Bayoudh S., Cormack P.A.G. Anal. Chem., 2001, 73 (10): 2171-2177. 6 Koster E.H.M., Crescenzi C., Hoedt W.D. Anal. Chem., 2001, 73 (13): 3140-3145. 7 Puoci F., Garreffa C., Iemma F., et al. Food Chemistry, 2005, 93(2): 349- 353. 8 Ya H. L., Tao Y.G., Deng A.P., et al. .Anal. Chim. Acta, 2008, 624(2): 317-325 9 Chao-hui Zhang (张朝晖 )， Liu Li(刘丽 )， Acta. Polymerica Sinica (高分子学报 )2010， 06：677-683 10 姜忠义 . 化学通报 , 2002 , 65 : w601 11 宋锡瑾 , 龚伟 , 王杰 . 化学通报 , 2005 , 68 : 504 5091