在多孔有机聚合物中构筑广谱性重金属离子吸附活性位

赵开庆; 吴若雨; 罗翌峰; 石春红; 胡军

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以三维刚性结构的三蝶烯为单体,通过简单的Friedel-Crafts烷基化反应制备得到高比表面积的三蝶烯基多孔有机聚合物(TPOP),在TPOP中接枝乙二胺和氯乙酸钠,构建了广谱重金属离子吸附剂(TPOP-CH2EDTA).获得的TPOP-CH2EDTA具有微孔/介孔结构,其微孔尺寸为1.6 nm,BET比表面积为634 m2/g,利于重金属离子传递和配位作用的强化.TPOP-CH2EDTA对重金属离子具有吸附广谱性,其对Ag(Ⅰ),Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Co(Ⅱ),Sn(Ⅳ),Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)等10种重金属离子的去除率均高于98％.以Pb(Ⅱ)为典型的重金属污染物,通过Langmuir模型计算得到Pb(Ⅱ)的最大吸附容量高达184.5 mg/g;具有拟二级吸附动力学特征,吸附速率快,动力学常数k2为0.0173 g·mg-1·min-1;经过5次循环使用后,Pb(Ⅱ)的去除效率仍高达95.8％.TPOP-CH2EDTA对混合溶液中Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除率均高于99％,且对含有大量无机盐[如Ca(Ⅱ),Mg(Ⅱ),K(Ⅰ)和Na(Ⅰ)离子]和有机化合物的复杂真实水体系,Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除效率仍高于90％.因此,通过调控多孔有机聚合物微观结构(如比表面积、孔径和吸附位点密度)而构筑的广谱性重金属吸附材料,为协同去除复杂水系统中混合重金属离子提供了方案.

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来源
《高等学校化学学报》 |2021年第3期|834-842|共9页
作者
赵开庆; 吴若雨; 罗翌峰; 石春红; 胡军;
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作者单位

华东理工大学化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心先进材料重点实验室上海200237;

华东理工大学化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心先进材料重点实验室上海200237;

华东理工大学化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心先进材料重点实验室上海200237;

上海市松江食品药品检验所上海200003;

华东理工大学化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心先进材料重点实验室上海200237;

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正文语种 chi
中图分类表面现象的物理化学;
关键词
重金属离子; 吸附; 多孔有机聚合物; 广谱性; 吸附性能;

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