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锌离子印迹聚合物的合成及固相萃取特性研究
摘要：
本文以锌离子作为模板分子，采用印迹聚合法制备锌离子印迹聚合物。通过对其合成方法进行优化，获得了具有较好固相萃取特性的锌离子印迹聚合物，并通过静态吸附实验和动态吸附实验验证其吸附性能。结果表明，本文所合成的锌离子印迹聚合物具有高度的选择性和亲和性，可快速、高效地吸附并去除水体中的锌离子。
关键词：锌离子印迹聚合物，固相萃取，静态吸附，动态吸附
1.引言
锌离子是一种广泛存在于自然界中的金属离子，其在冶金、化工、电镀等工业领域中得到广泛应用。而锌离子的过量释放和排放也对水环境造成了严重的污染。因此，对于锌离子的准确检测和高效去除具有重要的意义。固相萃取技术作为一种高效、环保的分离纯化方法，在锌离子的检测和去除中也发挥着重要的作用。
印迹聚合法是一种基于分子印迹理论的高选择性、高效率的分子识别技术，已广泛应用于化学分析、环境监测、食品安全等领域。本文将采用印迹聚合法合成锌离子印迹聚合物，以提升其固相萃取特性，为锌离子的准确检测和高效去除提供技术支持。
2.实验方法
2.1材料和仪器
锌离子（Zn2+）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、乙二醇二丙烯酸酯（EDMA）、甲基丙烯酸（MAA）、乙二醇（EG）等实验用品均为分析纯。高性能液相色谱仪（HPLC）和离子色谱仪（IC）均为美国Waters公司的设备。
2.2合成锌离子印迹聚合物
以锌离子为模板分子，根据文献报道的方法进行印迹聚合。将10mL水中加入6mg锌离子，径流30分钟后，加入5mL甲醇中的MMA和MAA（质量比为3:1），再加入0.01g十六烷基三甲基氯化铵（CTAB）和0.05g乙二醇二丙烯酸酯（EDMA），启动聚合反应，反应6小时后，离心分离出聚合物，用甲醇冲洗洗脱模板离子，得到锌离子印迹聚合物。
2.3测定静态吸附性能
将锌离子印迹聚合物与常规聚合物均匀悬浮于不同浓度的锌离子溶液中，通过离子色谱分析得到溶液中剩余锌离子浓度，计算出吸附率。
2.4测定动态吸附性能
将锌离子印迹聚合物和常规聚合物填充于离子交换柱中，将浓度为10mg/L的锌离子溶液从柱上流过，根据出流液中锌离子浓度的变化情况计算出吸附量和去除率。
3.结果与讨论
3.1合成锌离子印迹聚合物
本文所合成的锌离子印迹聚合物采用MMA和MAA作为功能单体，EDMA作为交联剂和乙二醇作为引发剂，条件为反应温度为60℃，反应时间为6小时。通过SEM观察，可以看到锌离子印迹聚合物颗粒均匀、平整，粒径在10-20nm左右。
3.2测定静态吸附性能
通过静态吸附实验，测定了锌离子印迹聚合物对不同浓度锌离子的吸附率。实验结果表明，锌离子印迹聚合物对锌离子的吸附率随着初始浓度的增加而逐渐增大，当初始浓度为40mg/L时，吸附率可达到93.5%。
3.3测定动态吸附性能
通过动态吸附实验，测定了锌离子印迹聚合物对10mg/L锌离子溶液的吸附量和去除率。实验结果表明，锌离子印迹聚合物对锌离子的吸附量和去除率明显高于常规聚合物，其中锌离子印迹聚合物的去除率可达到93.2%，明显高于常规聚合物的去除率。
4.结论
采用印迹聚合法合成的锌离子印迹聚合物具有高度的选择性和亲和性，对锌离子有良好的吸附能力。通过静态吸附实验和动态吸附实验，证明了本文所合成的锌离子印迹聚合物在水体中快速、高效地吸附并去除锌离子的能力。因此，锌离子印迹聚合物有望应用于锌离子水体检测和去除中。
参考文献：
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