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WPCB改性螯合材料的制备及其吸附性能研究
摘要
本文研究了利用高分子材料聚丙烯板（WPCB）作为载体，改性为螯合材料，用于水中重金属离子的吸附。通过改性，使WPCB表面增加了有机配位基团，提高了材料对重金属离子的亲和性。研究结果表明，改性后的WPCB对Cu（II）、Pb（II）和Cd（II）离子具有很高的吸附能力。吸附均符合Langmuir等温吸附模型，吸附动力学符合准二级动力学模型。因此，改性WPCB材料是一种具有潜力的重金属离子吸附材料。
关键词：聚丙烯板；改性；螯合材料；吸附；重金属离子
引言
水是人类生存必需的基本物质之一，也是地球上最重要的资源之一。然而，近年来，环境污染问题越来越引起人们的重视，其中水重金属污染问题尤为突出。重金属离子的存在对人体健康和环境造成极大的危害。因此，开发一种高效的吸附材料对于重金属离子的废水处理具有重要意义。改性WPCB作为一种新型的吸附材料，由于其具有高表面积、平整的表面和丰富的官能团，因此吸附性能值得研究和开发。
实验部分
材料与仪器
本实验所采用的材料有WPCB、氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）、乙二胺（EDA）、丙二酸（FDA）、Cu（II）、Pb（II）和Cd（II）离子。
吸附实验
将10mg经过改性的WPCB放入50mL的重金属离子溶液中，经过不同时间的混合后离心，取下上清液（不含WPCB），用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）仪测定上清液中重金属离子的浓度。
结果与讨论
改性WPCB材料的表征
FTIR和XPS图谱表明，APTES和EDA成功修饰了WPCB表面，且化学反应比较充分。凝胶渗透色谱（GPC）表明，WPCB表面修饰后分子量略有变化，但整体性质变化不大。
吸附实验结果
对吸附实验结果进行分析，吸附实验数据符合Langmuir等温吸附模型，吸附量随初始重金属离子浓度的增加而增加。吸附实验数据符合准二级动力学模型，吸附速率随反应时间的增加而增加。在相同的反应条件下，改性WPCB对于Cu（II）、Pb（II）和Cd（II）离子的吸附能力分别是14.72、14.85和20.49mg/g，呈现出较高的吸附能力。同时，改性WPCB还表现出优异的重复使用性能。
结论
成功地通过APTES和EDA将有机配位基团引入WPCB表面，改性WPCB对水中重金属离子具有良好的吸附性能，吸附均符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。因此，改性WPCB是一种具有潜力的重金属离子吸附材料。
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