功能化腈綸纖維的合成及其對金屬離子的選擇性識別和吸附

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1、？矣摩乂營ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中國第－所現(xiàn)代大學(xué)ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８巧Ｊｒ通ｆ議ｌＵｈｉＨｕ；ｍｍ碩±學(xué)位論文ｉ■隱ｒ＂化學(xué)■：＾ｉ學(xué)科專業(yè)Ｉ邢曉麗：胃作者姓名指導(dǎo)教師；張文勤教授＾陶觀副研究員１Ｓｉ■天津大學(xué)研究生院＇護＊＊芭２０１５年５月賴垂＾？—－‘＇、ｔ翻．－打刮．…Ｉ雄Ｉ？－功能化腈綸纖維的合成及其對金屬離子的選擇性識別和吸附SynthesisofFunctionalPolyacrylo

2、nitrileFibersandTheirSelectiveRecognizationandAdsorptionforMetalIons學(xué)科專業(yè)：化學(xué)研究生：邢曉麗指導(dǎo)教師：張文勤教授陶敏莉副研究員天津大學(xué)理學(xué)院二零一五年五月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研巧成果，除了文中特別加Ｗ標注和致謝之處外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料一。與我同工作的同志對本研巧所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝

3、意。學(xué)位論文作者簽名簽字曰期：興作年月巧日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。榜授權(quán)天津大學(xué)可Ｗ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編Ｗ供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：＾導(dǎo)師簽名；５＾簽字日期：＞化年ｒ月巧日簽字日期如＾年月日ｊ摘要近年來，社會經(jīng)濟高速發(fā)展，人們生活水平逐年提高，與此同時環(huán)境問題也日益凸顯。水

4、體污染尤其是重金屬污染嚴重影響生態(tài)平衡和人類身體健康。所以水中重金屬離子的識別和去除成為人們研究的熱點。本文的第一部分是將苯并噻唑半花菁染料固載到胺化的腈綸纖維上，得到了一種新型比色探針苯并噻唑半花菁染料功能化腈綸纖維PANBEF，實現(xiàn)了對水中汞離子的高選擇性和高敏感性變色識別。本文的第二部分是將半胱氨酸固載到胺化的腈綸纖維上，得到了半胱氨酸功能化腈綸纖維PANCTF，它能高效地去除水中的多種重金屬離子，尤其是銀離子，而對水中有利的輕離子吸附效果很差。本文的第一部分內(nèi)容是以腈綸纖維為原料，使其與乙二胺的水溶液反應(yīng)得到乙二胺胺化的腈綸纖維，然后通

5、過Mannich反應(yīng)將苯并噻唑半花菁染料固載到乙二胺胺化纖維上，制得一種新的比色纖維-苯并噻唑半花菁染料功能化纖維。并且通過紅外光譜、元素分析、X射線粉末衍射和固體紫外-可見光譜對其進行了表征。系統(tǒng)測試了深紅色的苯并噻唑半花菁染料功能化纖維的吸附性能。將其分+2+3+2+3+2+2+2+2+2+別浸泡在H2O、Na、Mg、Al、Ca、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、+2+2+2+2+Ag、Cd、Hg和Pb溶液中，只有在Hg溶液中它轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色，在水和其它金屬離子溶液中，其深紅色保持不變。即使在汞離子的乙二胺四乙酸二鈉的溶液中，它也可以由深紅

6、色變?yōu)槌赛S色。它對汞離子的響應(yīng)時間小于3min，可以在pH為3-11的范圍內(nèi)使用。這都說明苯并噻唑半花菁染料功能化纖維對汞離子有很強的絡(luò)合能力。除此之外，苯并噻唑半花菁染料功能化纖維還可以吸附鎳離子和鉛離子等有毒金屬離子。這樣苯并噻唑半花菁染料功能化纖維除了對汞離子選擇性識別外，還可以作為汞和其它有毒金屬離子的去除劑。本文的第二部分仍以腈綸纖維為原料，使其與三乙烯四胺的水溶液反應(yīng)制取三乙烯四胺胺化的腈綸纖維。然后在堿性條件下，三乙烯四胺胺化纖維與L-半胱氨酸乙酯鹽酸鹽反應(yīng)得到半胱氨酸固載的胺化纖維PANCTF。并通過紅外光譜2+3+2+對其進行

7、了表征。測定了半胱氨酸功能化纖維對不同金屬離子（Mg、Al、Ca、2+2++2+2+2+Cu、Zn、Ag、Cd、Hg和Pb）的吸附量，發(fā)現(xiàn)它對銀離子的吸附效果最佳，對其它有害重金屬離子也有較高的吸附量，而對鎂、鋁和鈣這幾種無毒金屬離子基本上沒有吸附。而且可以通過簡單的過濾使吸附重金屬離子后的纖維與污水分離。這對半胱氨酸功能化纖維用于污水處理非常有利。接著本文系統(tǒng)研究了半胱氨酸功能化纖維對銀離子的吸附。測定了pH值對吸附量的影響、分析了半胱氨酸功能化纖維對銀離子吸附的動力學(xué)和熱力學(xué)特性。關(guān)鍵詞：腈綸纖維變色吸附汞離子銀離子ABSTRACTInre

8、centyears,socio-economyhasrapidlydevelopedandpeople’slivingstandardhasgradu