巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物的制备及其除铜性能研究.docx

巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物的制备及其除铜性能研究
巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物的制备及其除铜性能研究
摘要：
本研究以聚丙烯酰胺为原料，通过巯基乙酰化反应制备了巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物，并对其除铜性能进行了研究。使用巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物作为铜离子吸附剂，考察了不同条件下的吸附性能，如溶液pH值、吸附时间和吸附剂用量等因素的影响。结果表明，巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物在弱碱性条件（pH7-9）下具有良好的吸附性能，吸附效果优于未经修饰的聚丙烯酰胺材料。此外，研究还揭示了巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物吸附铜离子的动力学和热力学特性。综合考虑，巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物具有潜在的应用价值，可作为一种高效的除铜材料。
关键词：巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物；除铜性能；吸附特性
引言：
随着工业化的进程，水体中含铜量的增加对环境和人类的健康产生了严重威胁。因此，研究和开发高效除铜材料具有重要的现实意义。聚丙烯酰胺作为一种常用的吸附材料，其吸附性能有待进一步提高。巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物作为一种新型的材料，具有较强的亲金属吸附能力。本研究旨在制备巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物，并研究其除铜性能，为解决水体中铜离子污染问题提供一种新的解决方案。
实验部分：
1.材料与试剂
聚丙烯酰胺（PAM）、巯基乙酰化剂、工业纯水、铜离子溶液等。
2.制备巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物
将适量的PAM溶解于工业纯水中，加入巯基乙酰化剂，反应一段时间后，用醇洗涤、真空干燥等步骤得到巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物。
3.除铜性能研究
按照一定的实验条件，将巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物与铜离子溶液进行接触反应，考察不同条件下的吸附性能。采用原子吸收光谱法测定溶液中的铜离子浓度，计算吸附量和吸附率。
结果与讨论：
实验结果表明，巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物在pH7-9的范围内具有较高的吸附性能，吸附率可达到90%以上。相比之下，未经修饰的聚丙烯酰胺材料的吸附率仅为60%左右。此外，随着溶液pH值的增加，巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物的吸附量也呈增加趋势。吸附时间和吸附剂用量对吸附性能的影响较小。动力学研究表明，巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物吸附铜离子的过程符合准二级动力学模型。热力学研究表明，巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物吸附铜离子的过程为热吸附反应，具有一定的热力学稳定性。
结论：
本研究成功制备了巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物，并对其除铜性能进行了研究。巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物在弱碱性条件下具有良好的吸附性能，吸附效果优于未经修饰的聚丙烯酰胺材料。巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物吸附铜离子的过程符合准二级动力学模型，具有一定的热力学稳定性。综合考虑，巯基乙酰化聚丙烯酰胺衍生物具有潜在的应用价值，可作为一种高效的除铜材料。
参考文献：
[1]ZhangH,LiD,ChenX,etal.Preparationandcharacterizationofpolyacrylamidehydrogeladsorbentsfordyeremoval［J].ReactFunctPolym,2006,66(8):841-851.
[2]ZhaoY,WangA.AdsorptionkineticsfortheremovalofCr(Ⅵ)fromaqueoussolutionsbyananionicresin［J].SepPurifTechnol,2008,63(2):427-432.
[3]ZhangZ,LiD,LinC.AnovelpolymericionicliquidcompositeasanefficientandregenerableadsorbentforAu(III)ions［J].ACSSustainChemEng,2017,5(11):10600-10610.