随着工农业的发展及经济增长，由重金属离子造成的污染日益严重，开发新型、高效、低成本的重金属离子吸附剂是当今世界的迫切需要。论文的研究工作将聚苯胺对重金属离子的强络合特性与凹凸棒的高比表面、优良的机械性能相结合，制备了一类新型复合离子印迹材料。首先以ATP为载体，用原位聚合法制备出PANI/ATP纳米复合材料，探讨了复合材料对重金属离子的吸附性能。其次以Ni2+为模板离子，苯胺为功能单体，改性凹凸棒粘土为载体，经环氧氯丙烷的交联作用制备了不同质子酸掺杂的Ni(Ⅱ)-PANI/ATP印迹聚合物，研究了其对Ni2+的吸附性能，主要研究结果如下所述:
1.采用原位聚合法合成了盐酸掺杂的PANI/ATP纳米复合材料。表征了材料的化学结构和形貌特征。研究了材料对含痕量Hg2+的模拟废水的吸附，考查了影响Hg(Ⅱ)吸附性能的主要因素，以及吸附过程符合的等温吸附模型。结果表明，当苯胺和凹土的物料配比为m(An)∶m(ATP)=1∶1，吸附剂用量为0.2g，吸附时间120min时，对汞离子的吸附率达到89.73％，对Hg2+的吸附热力学数据拟合结果符合Langmuir吸附等温方程。
2.研究了Cu2+、Hg2+、Ni2+三种重金属离子在PANI/ATP复合材料上的竞争吸附，考查了影响Cu2+、Hg2+、Ni2+竞争吸附的主要因素，以及吸附过程符合的等温吸附模型。结果表明，Hg2+、Cu2+和Ni2+三种离子在PANI/ATP上的最大吸附容量分别为159.73，137.55和107.42mgg-1。三元体系重金属离子在PANI/ATP复合材料上竞争吸附的顺序为Hg2+＞Cu2+＞Ni2+。Hg2+在PANI/ATP复合材料上的吸附热力学符合Langmuir等温吸附模型，而Cu2+和Ni2+符合Freundlich等温吸附模型。
3.采用硅烷偶联剂(KH-570)有机改性的凹凸棒粘土为载体，苯胺为功能单体，环氧氯丙烷作交联剂，制备了Ni(Ⅱ)-离子印迹聚苯胺(Ni(Ⅱ)-PANI/ATP)。采用FT-IR、SEM、BET对其结构进行了表征。探讨了影响材料吸附性能的主要因素，以及印迹聚合物对Ni2+的吸附容量和选择识别性。结果表明:Ni(Ⅱ)-PANI/ATP对Ni2+具有较强的选择吸附性，最大吸附容量可达123.61mgg-1，Ni2+/Cu2+，Ni2+/Hg2+和Ni2+/Cr2O72-体系相对选择吸附系数分别为80.94，31.68和5.29。印迹聚合物对水体中Ni2+吸附实验数据得热力学拟合结果符合Freundlich等温吸附方程，动力学拟合结果符合准二级动力学模型。
4.为了进一步提高印迹材料的选择吸附性，采用KH-570改性凹凸棒粘土为载体，苯胺为功能单体，Ni2+为模板离子，环氧氯丙烷作交联剂制备了柠檬酸掺杂的D-Ni(Ⅱ)-PANI/ATP离子印迹聚合物。考察了印迹交联反应中物料配比、柠檬酸用量、模板离子浓度、环氧氯丙烷用量、印迹交联反应时间等因素对D-Ni(Ⅱ)-PANI/ATP吸附性能的影响。研究了印迹聚合物的选择吸附性能。结果表明:柠檬酸掺杂的印迹聚合物对水体中Ni2+的吸附性能和选择性均高于盐酸掺杂的印迹聚合物，其对Ni2+/Cu2+，Ni2+/Hg2+和Ni2+/Cr2O72-体系相对选择吸附系数分别为82.18，40.13和15.31。

    doi：
    10.7666/d.Y2336360
    关键词：
    凹凸棒粘土 吸附性能 金属离子 聚苯胺 选择性吸附
    作者：
    唐靖
    学位授予单位：
    兰州理工大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    应用化学
    导师姓名：
    徐惠
    学位年度：
    2013
    语种：
    中文
    分类号：
    TQ424
    在线出版日期：
    2013年10月30日