新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究課件

1、新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究2022/7/27新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究主要內(nèi)容綜述高分子材料在分離科學(xué)中的應(yīng)用螯合腈綸纖維的合成及其對水溶液中痕量金屬元素的富集分離性能研究聚丙烯酸（PAA）系螯合復(fù)合高分子的合成及其作為溶液中痕量金屬元素的富集分離材料的應(yīng)用研究 吸附功能材料對有機(jī)物的吸附性能研究 新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究綜 述 部 分高分子化學(xué)簡介分離科學(xué)與技術(shù)高分子材料在分離科學(xué)中的應(yīng)用 離子交換樹脂 聚合物吸附劑 分離膜及膜材料智能型凝膠雙水相萃取體系 高分子絮凝劑及聚電解質(zhì)復(fù)合物 納米尺寸聚合物吸附劑 其他具有分離功能的高分

2、子材料 新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究高分子科學(xué)與材料高分子材料的特點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域分離科學(xué)與技術(shù)基本原理應(yīng)用領(lǐng)域分類問題吸附機(jī)理：化學(xué)吸附；物理吸附；親和吸附化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)形態(tài)與孔結(jié)構(gòu)概 述新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究分子篩 凝膠型分子篩主要以裝柱或鋪成薄板的方式進(jìn)行分子大小不同的混合物各組分的分離，習(xí)慣上稱作凝膠過濾層析、排阻層析、分子篩層析。用于生化、藥物、食品等多個(gè)領(lǐng)域聚合物吸附劑活性位點(diǎn)的設(shè)計(jì)與合成 以吸附為特點(diǎn)，對有機(jī)物具有濃縮、分離作用的高分子聚合物。以化學(xué)吸附作用為主，兼有物理吸附等多種效應(yīng)，達(dá)到分離的目的。免疫吸附劑的設(shè)計(jì)與合成，含肽、多糖側(cè)鏈的仿

3、生吸附劑的設(shè)計(jì)與合成，分子模板聚合物類仿生吸附劑的設(shè)計(jì)與合成，含穴狀功能基團(tuán)的高分子吸附劑，手性螯和樹脂具有分離功能的高分子材料新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究無機(jī)離子交換材料有機(jī)離子交換材料歷史與現(xiàn)狀優(yōu)點(diǎn) 化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、輻射穩(wěn)定性好， 通過各種修飾改造（氧化、加成、共聚、絡(luò)合、模板聚合、取代等）可使樹脂的性能改變以及應(yīng)用擴(kuò)展。離子交換材料新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究概念與原理 分類開發(fā)的關(guān)鍵問題有機(jī)高分子分離膜 是以纖維素類、聚酰胺類、芳香雜環(huán)類、聚烯烴類、硅橡膠類、聚電解質(zhì)類、甲殼素類等合成或半合成的有機(jī)高分子材料制成的分離膜。無機(jī)分離膜 是用無機(jī)材

4、料如金屬、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機(jī)高分子材料等制成的膜。它的發(fā)展是最近幾年的事情，但是已經(jīng)表現(xiàn)出了比有機(jī)高分子分離膜更多的優(yōu)點(diǎn)，例如：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、孔徑均一、化學(xué)穩(wěn)定性好、可在高溫下操作等，是一種更有前途的膜材料。膜分離技術(shù)與材料新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究水溶性高分子絮凝劑和聚電解質(zhì)復(fù)合物作為富集分離金屬離子的材料Polyelectrolyte Complex形成過程的影響因素組成應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：原料價(jià)格低廉， 操作簡單快捷、附容量大、干擾小。新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究吸附分離金屬離子的機(jī)理聚電解質(zhì)金屬離子水溶性絡(luò)合物電荷相反的聚電解質(zhì)聚陽離子金屬離子聚陰離子的

5、復(fù)合物沉定無機(jī)酸洗滌解離出金屬離子復(fù)合物體系不被溶解Jellinek等研究了聚丙烯酸（PAA）體系和聚甲基丙烯酸（PMAA）體系和聚乙烯亞胺（PEI）體系對Co2+、Cu2+的吸附，結(jié)果表明吸附率大于90并且有較大的飽和吸附容量新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究蘇致興等人對丙烯酸鈉馬來酸酐共聚物二乙烯三胺體系富集分離Au3+、Bi3+、Ru3+、Hg2+進(jìn)行了深入研究，結(jié)果滿意。吸附分離金屬離子的機(jī)理聚陽離子聚陰離子聚陽離子-聚陰離子沉淀金屬離子聚陽離子金屬離子聚陰離子的復(fù)合物沉定無機(jī)酸洗滌解離出金屬離子復(fù)合物體系不被溶解新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究雙水相萃?。ˋ

6、TPE）Agueous TwoPhase Extraction：概述：雙水相現(xiàn)象是當(dāng)兩種聚合物或一種聚合物與一種鹽溶于同一溶劑（水）時(shí)，由于聚合物之間或聚合物與鹽之間的不相容性，當(dāng)聚合物或無機(jī)鹽濃度達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)分成不互相溶的兩相，因待分離物質(zhì)在兩相中的分配比例不同，可以達(dá)到分離的目的。（機(jī)理目前尚不清楚）應(yīng)用：酶和蛋白、抗生素、氨基酸、放射性元素等。特點(diǎn)：操作條件溫和（常溫常壓），兩相的界面張力小易于分散，易于連續(xù)操作處理量大，傳質(zhì)速度快等，尤其用于生物物質(zhì)分離時(shí)對于其活性的保持非常有利。缺點(diǎn)是相（密度差?。┓蛛x比較困難。新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究相相A聚丙二醇（PP

7、G）聚乙二醇（PEG）聚乙二醇，聚乙烯醇聚乙烯醇，葡聚糖BDEAE葡聚糖聚丙二醇，氯化鈉聚乙二醇，硫酸鋰C羧甲基葡聚糖鈉鹽羧甲基纖維素鈉鹽D聚乙二醇磷酸鉀，硫酸銨（鈉）典型組合雙水相萃?。ˋTPE）新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究智能型凝膠 凝膠是由液體和高分子網(wǎng)絡(luò)所組成的一種比較特殊的物質(zhì)，由于液體被與高分子網(wǎng)絡(luò)的親和性，液體被封閉在高分子網(wǎng)絡(luò)里面，失去了流動(dòng)性，因此凝膠能象固體一樣顯示出一定的形狀。 凝膠的性質(zhì)與它的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及所包含的溶劑的性質(zhì)有密切的關(guān)系。 構(gòu)造規(guī)則的凝膠也就是實(shí)現(xiàn)其智能化的首要的手段智能型凝膠新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究 凝膠在電場下能收

8、縮，孔徑就會(huì)變大，因此液體分子或其中的微粒子就能通過。如果將電場切斷凝膠就會(huì)因膨脹而孔徑變小，液體就會(huì)被塞住。通過調(diào)節(jié)電場的大小，凝膠膜的孔徑能被準(zhǔn)確的控制，從而可以自由得選擇那些粒子可以自由通過那些不能，從而達(dá)到分離物質(zhì)的目的。分離實(shí)例5V/mm1毫秒電場時(shí)間新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究低臨界溶解溫度（LCST，Low Critical Solvent Temperature） 生物分離：聚乙烯基己內(nèi)酰胺（LCST為3240）與配位體三嗪染料Cibacron藍(lán)相互作用作為親和層析載體，通過溫度變化提純均一的乳酸脫輕酶。聚異丙基丙稀酰胺（LCST為3234）也用于修飾HPLC

9、的固定相，賦予其溫度敏感性，內(nèi)部修飾表面適于分離低分子量的物質(zhì)（如藥物），而外部修飾表面則可用于分離高分子量溶質(zhì)（如多肽）。應(yīng)用舉例新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究污水處理（環(huán)境工程）：聚乙烯基甲基醚（PVME，LCST為34）凝膠海綿吸收污泥中的水分，污泥脫水得到濃縮，分離含水溶脹的凝膠進(jìn)行再生循環(huán)利用?？梢怨?jié)省大量能源只需要高于34地溫水可以使之發(fā)生相變脫水再生。另外，凝膠上的螯合基團(tuán)可以與金屬離子形成配合物，此時(shí)可以影響到相變溫度，金屬離子不同時(shí)LCST也不同，故有很大的潛在應(yīng)用前景。新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究納米高分子材料具有可調(diào)納米孔通道的高分子薄膜

10、其基本思想是利用化學(xué)反應(yīng)構(gòu)造納米尺度的孔道。該納米孔道可以起到某種“化學(xué)閥門”或“傳感器”的作用。高分子納米微球 由PCEMAAPAA二嵌段共聚物制備的納米微球可以用以“捕獲”水中的有機(jī)污染物，或作為控制藥物輸運(yùn)的載體。劉國軍等研究了此納米微球在水中對于芘分子的吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的性能，而且在加入Ca2+等二價(jià)陽離子時(shí)可以發(fā)生凝結(jié)沉淀。新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究高分子金屬絡(luò)合物MMC（MacromoleculeMetal Complexes）。聚合物金屬絡(luò)合物高分子金屬絡(luò)合物較小的氣體分子特性結(jié)合高的選擇性和高效率制備容易，膜和載體的穩(wěn)定性高高分子鈷卟啉（CoP）和鈷Sch

11、iff堿絡(luò)合物來輸運(yùn)分離氧氣和氮?dú)庑滦万衔絼┑暮铣杉捌湓诃h(huán)境分析中的應(yīng)用研究具有吸附分離功能的生物材料 作為一種天然高分子材料，在近二十年中，國內(nèi)外學(xué)者對利用生物吸附劑處理重金屬廢水做了大量的研究。 具有吸附劑來源廣泛、無二次污染、吸附容量大、吸附速度快等優(yōu)點(diǎn)。 使用最多的生物材料主要有細(xì)菌、真菌、藻類、動(dòng)植物的殼皮等。 主要靠靜電引力、絡(luò)合、離子交換、微沉淀、氧化還原等過程，其機(jī)理非常復(fù)雜仍是當(dāng)前研究的重點(diǎn)之一 。新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究腈綸螯合纖維的合成與性能研究 螯合纖維的研究現(xiàn)狀聚丙烯腈四乙五胺螯合纖維的合成及反應(yīng)機(jī)理的初步探討聚丙烯腈三聚氰胺螯合纖維的合成及

12、正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用于洗脫條件的選擇聚丙烯腈對苯二胺螯合纖維的合成及其對痕量元素的富集分離研究新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究螯合纖維的研究現(xiàn)狀 高分子螯合劑的制備有兩種主要的合成途徑：一種是含有螯合功能基的單體經(jīng)加聚、縮聚、逐步聚合或開環(huán)聚合等方法制備；另一種途徑是利用合成的或天然的高分子，通過高分子化學(xué)反應(yīng)引入具有螯合功能的基團(tuán)來合成高分子螯合劑。目前被廣泛采用的用于金屬離子富集、分離的高分子螯合劑按照其所具有的基體不同，可分為螯合樹脂、螯合纖維兩種。螯合纖維是一類能與金屬離子形成多配位絡(luò)合物的交聯(lián)功能性高分子材料，是功能高分子領(lǐng)域的重要分支。 新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中

13、的應(yīng)用研究螯合纖維的性能吸附性能螯合纖維吸附金屬離子具有吸附速度快、選擇性高、易洗脫、容易再生等優(yōu)點(diǎn) 動(dòng)力學(xué)性質(zhì)具有較好動(dòng)力學(xué)特性的螯合纖維，主要是由于它具有較大的表面積和較好的溶脹性。 化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性 新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究三種腈綸螯合纖維的合成功能化試劑：四乙五胺，三聚氰胺，對苯二胺合成條件的選擇：溫度、時(shí)間、酸堿度、溶劑、反應(yīng)物配比等反應(yīng)機(jī)理螯合機(jī)理新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究反應(yīng)機(jī)理的探討新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究三種腈綸螯合纖維性能的比較和螯合機(jī)理的探討富集性能：四乙五胺洗脫性能：對苯二胺選擇性能：無顯著差異性能比

14、較與螯合機(jī)理的關(guān)系結(jié)論：提高選擇性，應(yīng)選擇分子量大、官能團(tuán)適當(dāng)、反應(yīng)活性適度的功能化試劑，但是吸附容量會(huì)小一些。新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究聚丙烯酸（PAA）系螯合復(fù)合高分子的合成及其作為溶液中痕量金屬元素的富集分離材料的應(yīng)用研究聚丙烯酸簡介 低分子量聚酰胺與PAA聚電解質(zhì)復(fù)合物的合成及RLS光譜用于復(fù)合比測定的初步研究聚酰胺-胺型PAMAM樹形分子與PAA聚電解質(zhì)復(fù)合物的合成及其對于水溶液中痕量元素的富集分離 硫脲-三聚氰胺-甲醛樹脂與PAA互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的合成及預(yù)富集分離痕量元素的研究甲醇醚化-三聚氰胺-甲醛樹脂交聯(lián)PAA聚合物的合成及螯合金屬離子機(jī)理的初步探討 新型螯合

15、吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究聚酰胺-胺型PAMAM樹形分子與PAA聚電解質(zhì)復(fù)合物的合成及其對于溶液中痕量元素的富集分離樹枝形聚合物（Dendritic Polymer） 3.0代聚酰胺-胺類樹形分子的合成PAMAM樹形分子-聚丙烯酸聚電解質(zhì)復(fù)合物的合成研究了富集酸度、洗脫條件、共存離子干擾、飽和吸附量、精密度和準(zhǔn)確度、試劑樣品等缺點(diǎn)：抗酸能力不足、抗其它離子干擾能力較差。新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究樹枝形聚合物（Dendritic Polymer）新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究硫脲-三聚氰胺-甲醛樹脂與聚丙烯酸的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的合成及預(yù)富集分離痕量元

16、素的應(yīng)用研究 互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(Interpenetrating Polymer Network, IPN) 硫脲三聚氰胺甲醛樹脂和聚丙烯酸互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的合成 研究了富集酸度、洗脫條件、共存離子干擾、飽和吸附量、精密度和準(zhǔn)確度、試劑樣品等特點(diǎn)：提高了抗酸能力。新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(Interpenetrating Polymer Network, IPN)新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究醚化三聚氰胺甲醛樹脂交聯(lián)聚丙烯酸聚合物的合成及螯合金屬離子機(jī)理的初步探討 醚化-三聚氰胺-甲醛樹脂交聯(lián)聚丙烯酸聚合物的合成研究了富集酸度、洗脫條件、共存離子

17、干擾、飽和吸附量、精密度和準(zhǔn)確度、試劑樣品等特點(diǎn)：提高了抗酸能力，但抗干擾能力不足，可能是交聯(lián)反應(yīng)不充分。新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究醚化-甲醛-三聚氰胺甲醛樹脂交聯(lián)聚丙烯酸聚合物的合成 新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究吸附功能材料對有機(jī)物的吸附性能研究羅丹明B分子烙印聚合物的分子選擇性結(jié)合研究納米材料有機(jī)熒光分子的吸附性能及對發(fā)光性能的影響PAMAM-PAA 聚電解質(zhì)復(fù)合物對染料的吸附熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究姜黃素在丙烯酰胺聚合物中的發(fā)光特性研究 新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究思想雛形；1993年Mosbach等在Nature上發(fā)表有關(guān)茶堿分子印跡聚

18、合物的報(bào)道后，此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入了黃金發(fā)展時(shí)期；由于MIP良好的物理和化學(xué)性能，以及接近或者達(dá)到天然抗體和酶的高度專一性識(shí)別的性質(zhì)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。制備過程主要分為三個(gè)階段：（1）根據(jù)選定的印跡分子的特點(diǎn)，如分子大小、結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)的種類和數(shù)量等，選擇合適的功能單體、交聯(lián)劑、溶劑、引發(fā)劑、添加劑等，并使印跡分子在此體系中充分與之作用；（2）通過光引發(fā)或者熱引發(fā)聚合反應(yīng)使之形成較高交聯(lián)度的分子印跡聚合物；（3）選擇適當(dāng)?shù)南疵搫⒂≯E分子提取出來后，就形成了具有特定形狀空腔和功能基團(tuán)的能識(shí)別印跡分子的聚合物.分子印跡聚合物（MIP）新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究印跡分子與功能單體

19、的作用共價(jià)鍵：硼酸酯、西佛堿、縮醛酮、酯、螯合鍵作用非共價(jià)鍵：靜電力、氫鍵、疏水/范德華力、偶極作用等經(jīng)過與金屬的配位鍵在聚合反應(yīng)過程中及其最終的聚合產(chǎn)物中可以獲得一種很有希望的結(jié)合類型。這種鍵與配體交換色譜中所用的鍵相似。其最大的優(yōu)點(diǎn)是它的強(qiáng)度可以通過實(shí)驗(yàn)條件來控制。分子印跡聚合物（MIP）新型螯合吸附劑的合成及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用研究有機(jī)聚合物母體由于模板空穴的結(jié)構(gòu)專一性主要決定于聚合物鏈的固定排列，并不是底物分子的模板所決定，因此聚合物母體的結(jié)構(gòu)是制備模板聚合物的關(guān)鍵，無機(jī)的和生物的目前最成熟的是用溶劑化致孔劑生成的交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)，因有相對較小孔的致密體系和大的表面積可以獲得模板印記得最佳結(jié)果。對于高的選擇性，其