模拟废水树枝状二氧化钛复合材料中的铜(II),镍(II)和铬(III)离子的修复.doc

模拟废水树枝状/二氧化钛复合材料中的铜（II），镍（II）和铬（III）离子的修复 英文作者：M.A. Barakat , M.H. Ramadan , M.A. Alghamdi , S.S. Algarny , H.L. Woodcock , J.N. Kuhn 摘要：第4代的聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状聚合物与乙二胺核（G4-OH）被固定在二氧化钛（TiO2）上，作为一种新型的金属螯合材料研究。表征结果表明二氧化钛上树枝状大分子的有效固化和二氧化钛上树枝状聚合物的保留需要以下修复。铜（II），镍（II），和铬（Ⅲ）的有效补救，这是在工业电镀废水中常见的模型污染物，在这项工作中被证明。对影响金属离子的去除效率的重要参数进行了研究；如溶液的pH值，保留时间，金属离子浓度，和复合材料的用量。金属离子的去除在一个宽的金属浓度范围内，平衡时间不到1小时就完成。金属离子的最大去除 对Cu（II）和Cr（III）在pH为7 时达到
，对镍（II）在pH 为 9时达到。此外，当对金属离子的混合物进行测试时，树枝状聚合物/二氧化钛复合材料更有效。特别是，相比纯镍溶液，在混合物中，Ni（II）螯合物急剧增加。这些研究结果表明，提高工业废水的金属离子去除率的新方法。 关键词：重金属；污染；废水；修复；有机无机复合材料 1 引言 树枝状聚合物，是一种由从核心辐射的单体组成的超支分子，正在成为一类重要的聚合物。这些材料的结构对其物理和化学性能有很大的影响。由于其独特的行为，树枝状聚合物的应用广泛包括环境整治，纳米粒子的合成，和纳米医学(Scott et al., 2005; Myers et al., 2011; Astruc et al.,2010)。研究最多的也许是聚酰胺 - 胺（PAMAM）树枝状聚合物，它是一种毒性最低，便宜，易得的材料(Kitchens and Ghandehari,2009; Lard et al., 2010)。一般情况下，因为他们的良好的结构和化学多样性，树枝状聚合物已引起关注。具体而言，树枝状大分子的结构和化学性质从逻辑上可以通过修改核心，类型和重复分支单元数和末端官能团来控制。更高代树枝状大分子上表面官能团的拥挤导致球形外围内腔的紧密堆积(Scott et al., 2005)。然而，这些材料的商业应用还没有得到很好的探索。 PAMAM树状大分子应用的最初努力主要集中在早期时代的(Scott et al., 2005; Myers et al., 2011; Astrucet al., 2010)，有扁平的椭球形。然而，高代树枝状（4以上）是星爆形，是特别有吸引力的现代应用。PAMAM树枝状大分子的关键特性是从溶液中螯合金属离子的能力。这个属性主要是用在金属纳米粒子的合成上(Huang et al., 2008; Kuhn et al., 2008;Witham et al., 2010; Li et al., 2011)，然而最近的树枝状大分子的螯合作用已获得利益。例如，金属中毒是一种严重的环境问题，他们既有毒又致癌，即使是在相对较低的浓度下(Janget al., 2008; Liu et al., 2008, 2009; Iemma et al., 2008)。 重金属进入环境的主要来源归因于工业过程包括汽车排放，采矿活动，电池制造，化石燃料(Guilherme et al., 2007),，金属电镀，电子产业(Denizli et al., 2005)。各种去除方法如膜过程（透析，电渗析，反渗透，等等），中和沉淀，萃取，离子交换都是有用的(Maroulis et al., 2007; Barakat, 2011)。然而，开发更经济的替代品仍然是一个主要的目标，这在本研究中通过合成复合材料得以实现。因此，螯合作用很好地作为低成本和环境友好的技术，有克服其他去除策略局限性的潜力(Rengaraj et al.,2004; Barrera-Diaz et al., 2005; Mohan and Pittman, 2006;Sankararamakrishnan et al., 2008; Benhamou et al., 2009)。 聚合物，活性碳，金属氧化物，二氧化硅，和离子交换树脂已用于螯合工艺(Mohan and Pittman, 2006; Duran et al., 2008; Cavus? and Gürdag, 2008;Copello et al., 2008; Uguzdogan et al., 2009; Mostafa et al., 2009; Liet al., 2009)。高表面积材料，包括那些刚刚讨论过的，需要分离应用(Selvam et al.,2001)