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本文研究离子印迹技术中适合特定金属离子多点配位的聚合物微环境的构建,成功地制备了可选择性吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+三种离子的新型印迹聚合物,其特点在于该聚合物体系有两套互穿网络构成,第一套网络由环氧树脂和多胺类固化剂聚合而成,第二套网络由单体甲基丙烯酸盐、丙烯酰胺和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或1,4-丁二醇双丙烯酸酯在引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)引发条件下聚合而成。金属离子作为第二套网络的印迹离子,除与两个羧基配位外,又与第一套网络中的两个氨基作用,增强对目标离子的识别效果。将互穿网络与离子印迹技术结合起来,国内外还没有这方面的报道。互穿网络的引入,增强了聚合物的刚性和稳定性,同时,氨基、酰胺基等基团也增强了聚合物的亲水性能,提高了水溶性离子在聚合物网络中的扩散速率。
利用红外光谱很好地验证了离子印迹聚合物中功能基团与金属离子的相互作用。用0.5 mol·L-1的HNO3可将印迹聚合物中的金属离子洗脱下来,洗脱后的聚合物用来作为吸附溶液中痕量金属离子的固相吸附剂。结果表明,pH = 4.0~5.0有利于聚合物对目标离子的吸附;吸附量随金属离子初始浓度的增大而增大,直至达到最大吸附量;铜、镉、铅三种印迹聚合物对目标离子的最大吸附量分别为76.0 mg·g-1、105.7 μmol·g-1、138.6 mg·g-1。通过比较印迹与非印迹聚合物的吸附量和选择性发现,离子印迹聚合物对目标离子的吸附量和选择性都要远远大于非印迹聚合物。吸附与洗脱时溶液的流速均低于1.0 ml·min-1时才能取得较好的实验效果;无论是电解液还是竞争离子与目标离子共存的情况下,对吸附效果均无显著影响,表现出很好的专一识别性和选择性。
本文所合成的互穿网络离子印迹聚合物具有很好的可重复利用性和稳定性,所建立的IIP-SPE方法其精密度和准确性经过标准样品和实际样品对比验证,结果令人满意。该新型金属离子印迹聚合物的合成方法简单、快速、经济,对目标金属离子具有特异识别性和专一的选择性,可以作为特定离子专用吸附剂而得到广泛应用。