祛白酊 http://pf.39.net/bdfzj/140120/4329559.html一、研究背景如今许多国家面临着越来越多的巨大环境问题，尤其是重金属离子造成的水污染。在各种重金属中，镉和铅具有很强的*性，可通过食物链对动物和人体造成严重伤害。而吸附是去除废水中各种重金属离子的常用方法。吸附剂对金属离子的吸附能力主要受吸附剂表面活性位点(羧基、羟基、氨基等官能团)的控制。因此，可以通过官能团改性吸附剂增强金属离子去除能力。而豆渣中含有大量的纤维素、半纤维素和蛋白质分子，是一种廉价、丰富、绿色、可再生的自然资源，这些分子中包含的羟基和氨基可以通过化学修饰进一步提高对金属离子的吸附能力，同时降低了成本。本文通过羧酸改性豆渣（SR）可以获得高金属离子吸附的复合高分子材料。利用紫外辐射技术，通过快速一步反应法制备了废弃生物质基（豆渣-聚丙烯酸）水凝胶(SR-PAA)。采用SR-PAA去除水溶液中的镉离子和铅离子。详细讨论了酸碱度、温度、初始浓度、接触时间，溶液中竞争离子对SR-PAA的金属离子吸附和解吸能力的影响。二、研究内容2.1实验材料与试剂从中国河南郑州获得豆渣，并通过目钢筛筛分。丙烯酸(AA)和过硫酸铵(APS)购自陈辅化学试剂(天津，中国)。N，N`-亚甲基双(丙烯酰胺)(MBA)、安息香二甲醚(BDK)、甲醇、氢氧化钠(NaOH)、硝酸镉四水合物(Cd(NO3)2.4H2O)、硝酸铅(Pb(NO3)2)、硫酸锌六水合物(ZnSO4.6H2O)、氯化铁六水合物(FeCl3.6H2O)、硫酸铜五水合物(CuSO4.5H2O)和硝酸镍六水合物(Ni(NO3)2.6H2O)均由中富化学试剂有限公司提供，所有化学试剂均为分析级。2.2SR-PAA水凝胶的制备将2.0毫升中和度为80%的丙烯酸溶液(由丙烯酸和20重量%的氢氧化钠水溶液中和反应而得)、一定的SR,APS和BDK(0.05gmL-1)和MBA(0.02gmL-1)的质量比AA/SR/MBA/APS/BDK=:60:0.2:0.10:1.25充分混合。之后，混合物被转移到一个自制的石英装置(它是气密的并且将该装置置于瓦紫外线灯(λ=纳米)下10分钟，保持混合物和紫外线灯之间的距离为15厘米。反应后，将所得样品浸泡在50毫升甲醇中12小时，以除去未反应的单体和可溶性低聚物。最后，水凝胶在70℃的烘箱中完全干燥，粉碎并通过80目钢筛过筛。2.3SR-PAA的合成机理
Figure1.SchematicdiagramofSR–PAAsynthesisandadsorptionofCd(II)andPb(II)ionsonthehydrogels.
其机理包括三个步骤:首先，在紫外灯下，引发剂分解为初级自由基。然后这些初级自由基在SR中从-OH(主要来自纤维素)中交换出H，形成烷氧基。其次，烷氧基与单体(AA中和度的80%)反应生成新的自由基。这些自由基与其他单体反应，导致链增长。同时，交联剂中含有的乙烯基与链反应形成交联网络结构。最后，当单体耗尽时，聚合物链终止。三、结果与讨论3.1SR-PAA水凝胶的XPS分析
Figure3.(a)XPSspectraofSR–PAA,SR–PAA–CdandSR–PAA–Pb;XPSspectraof(b)Cd3dofSR–PAA–Cdand(c)Pb4fofSR–PAA–Pb.
如图3(a)所示，在SR-PAA中观察到C1s、O1s、N1s和Na俄歇峰(eV)，而吸附金属离子后，Na俄歇峰消失，出现新的明显的镉(Cd3d和Cd4d)和铅(Pb4f和Pb4d)峰,表明Cd和Pb离子成功地吸附在SR–PAA水凝胶上。3(b).64eV的峰值归因于Cd2+与C-O和O-C-O中的氧的相互作用，导致Cd3d5/2的BE降低。峰值为.40eV，可归因于Cd2+与-COO?中的氧相互作用，形成离子键。如图3(c)吸附Pb2+后，pb4f7/2和pb4f5/2峰分别出现在.10和.04eV处，分别对应于Pb2+与C-O、O-C-O和-COO?中的氧相互作用。
Figure4.XPSspectraof(a)C1s,(b)O1sand(c)N1speaksforSR–PAA,SR–PAA–CdandSR–PAA–Pbhydrogels.
如图，利用洛伦兹-高斯拟合，从C1s光谱来看，吸附Cd和Pb后，C1s的前两个峰几乎保持不变，但第三个峰均向左移，这是由于Cd2+和Pb2+与C–OH相互作用的结果。金属配合物C-O-Cd+和C-O-Pb+的形成使电子通过氧原子转移到碳原子，导致相应的BE降低。金属离子与聚合物链上的-COONa和-COOH的离子交换作用使得在第四处的峰值向更高的能量方向移动。与SR-PAA的O1s和N1s相比，吸附金属离子后也有类似的微小变化。由此可知，Cd2+和Pb2+与聚合物链之间发生离子交换作用、静电作用和配位作用，从而导致碳、氧、氮电子环境发生变化。3.2SR-PAA水凝胶的吸附性能
Figure5.Effectof(a)pHvalueand(b)temperatureonCd(II)andPb(II)ionsadsorption;effectof
