磁性凹凸棒土基铅离子印迹聚合物的制备及表征
目 录
1 绪论 1
1.1 铅离子的污染现状及其处理方法 1
1.2 铅离子吸附材料概述 3
1.3 离子印迹技术 5
1.4 课题研究内容、技术路线及意义 6
2 磁性凹凸棒土基铅离子印迹聚合物的制备及表征 8
2.1 实验药品与仪器 8
2.2 磁性凹土棒土基铅离子印迹聚合物的制备 9
2.3 磁性凹凸棒土基铅离子印迹聚合物的表征 10
2.4 结果与讨论 11
3 磁性铅离子印迹聚合物对水中Pb2+的吸附性能研究 16
3.1 离子印迹聚合物最佳投加量的确定 16
3.2 吸附温度对吸附性能的影响 16
3.3 溶液pH对吸附性能的影响 16
3.4 吸附时间对吸附性能的影响 16
3.5 铅离子印迹聚合物的吸附选择性 16
3.6 结果与讨论 17
结论 21
致谢 23
参考文献 24
1 绪论
随着经济社会的发展与进步，与此同时带来的环境问题也日趋严重，大量的污染物被排放到自然界中，其中重金属污染的比重越来越大。全世界近一半的铅被应用于蓄电池[1]，消耗极大，但对铅的回收利用却很少，绝大部 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^
分是以废水的形式进入到大自然中，造成严重的铅污染，由其引发的血铅超标事件也是屡见报道。
铅是对人体有害的重金属之一，它一旦通过食物、饮用水和呼吸作用进入人体后，便会通过血液侵入大脑，使得大脑供氧不足，严重者甚至会导致残疾。特别对于儿童更为敏感，受到的伤害尤为突出，严重影响儿童智力发育[2]。因此如何高效合理地处理含Pb2+废水仍是当今污水处理及环境保护的重要方向。
1.1 Pb2+的污染现状及其处理方法
1.1.1 Pb2+的污染现状
铅（Pb）存在元素周期表中第六周期IVA族，银白色金属，易氧化。在自然界中分布很广，同时也被广泛的应用到工业生产中，但铅本身就是一种危害较大的重金属污染物[3]。全球每年的铅排放量高达500万吨。回眸工业发展的近五十年间，大约有7.83×105吨铅已经被排放到环境中，其中土壤的污染尤为严重，因而世界各地区的土壤都已经出现了不同程度的铅污染。我国有320个省或市的郊区、湖水灌溉区、工业区等已被列为重点污染区域，其中金属铅含量超标的农产品约占总量的80%以上。水体中的铅污染也不容小视，由于“酸雨”的影响，导致湖泊水的pH降低，而酸性水溶液是铅的良好溶剂，使得金属管道中的铅大量溶出进而污染水体。另外大气中也存在铅污染，主要来源于工厂的烟气和汽车的尾气，但大气中的铅最终都会进入海洋和土壤。近年来媒体多次报道的“儿童血铅超标”事件也再一次向我们敲响了警钟，更进一步引发了人们对重金属铅治理的探讨与分析。
1.1.2 水体中铅离子的处理方法
水体中重金属污染越发严重，已经受到了各界的关注，有关部门不仅要严格控制工厂排放的重金属污水外，还必须采取合理有效的措施来整治已被污染的湖泊、河流，使得水体得以恢复。目前对工业排放的含Pb2+废水，最常见的处理方法有离子交换法、化学沉淀法、电解法、植物修复法以及吸附法等[4]。
（1） 离子交换法
离子交换法是通过交换剂表面的某种离子与废水中Pb2+进行交换，从而使得Pb2+实现固液分离的一种方法[5]。目前离子交换树脂是我国最常用的交换剂，树脂表面的NH2和OH等活性基团，可以与废水中的Pb2+产生交换作用，通过固液分离使废水中的Pb2+得以去除[6]。该方法已经大量应用于低浓度含Pb2+废水处理当中，并且其优势越来越明显。但是离子交换树脂价格高昂，在保存、运输过程中极易受到污染，而且再生树脂时会产生大量的废水，又需要对其进行处理，如果处理不当则会带来二次污染。因此研究成本低廉、易制备、选择吸附性高、交换量大的离子交换树脂是处理含Pb2+废水的一个重要方向[7]。
（2） 化学沉淀法
化学沉淀法是通过人工投加化学药品直接与水中的某些污染物发生化学反应，生成难溶于溶剂的沉淀，从而去除污染物的一种方法[8]。但是该种方法只是达到了转移污染物的目的，并且极有可能造成二次污染。目前处理含Pb2+废水最常用的是用氢氧化物沉淀法。金焰等[9]研究了铁氧体沉淀法对废水中Pb2+的去除，实验表明在常温下，对于中低浓度含Pb2+废水的除铅率高达99%。虽然沉淀法的处理量大，运行费用小，但出水水质极不稳定。
（3） 电解法
电解法则是利用电解槽将电能转化为化学能，使得其在电极附近发生电化学反应，从而将水体中污染物氧化分解而得以净化的过程[10]。由于其简单的阴阳级体系，尤其是对Pb2+，在电解时有大量氢气产生，导致阴极附近的电导率降低，导致污染物沉积速度放慢[11]。但电解法一般只需加入一些简单易得的化学药品，具有运行面积小、操作简易、后续处理简单、无污染等优点，因此电解法也被称为清洁处理法，具有很好的发展前景。
（4） 植物修复法
植物修复法是利用根系发达的绿色植物来吸收或转化污水中的污染物，是一种对环境友好的方法。该种方法是通过植物发达的根部来吸收水体中的污染物质，从而将其降解、稳定以达到净化水体的目的[12]，所以该技术又是一种绿色无害的技术。其中对于Pb2+浓度低于1.0 mg/L的水体，利用绿萝可以将铅的去除率达到40%以上[13]，因此绿萝在低浓度的含Pb2+水体中有较好的应用价值。
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