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虽然地球上水含量丰富,但是能够使用的淡水资源却很少。随着社会的发展,工厂废水中含有的大量重金属离子排入,对环境和人类都有很大危害。这些重金属离子不仅难以被分解,还有富集作用,即使较低的浓度经过长期的积累也会产生严重的后果。废水中的重金属离子危害越来越严重,对它们的处理到了刻不容缓的地步。现在,常用的处理方法有化学沉淀法、电解法、吸附法、离子交换法、膜分离法、生物法等。螯合型离子交换材料作为一种新型的吸附材料受到广泛的关注,它具有优良的性能:比表面积大、吸附速率快、脱附效果好,对金属离子有较好的选择效果。 本文对羧基胺基螯合纤维的制备及其对金属离子的吸附性能做了研究。首先,以聚丙烯腈(PAN)纤维做为原材料,分别与乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺来进行胺化反应来制备胺基螯合纤维。然后用调节好pH的氯乙酸钠溶液进行羧化反应,制备羧基胺基螯合纤维。研究了反应温度、反应时间和氯乙酸钠与胺化纤维当量的摩尔比等条件对反应的影响。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、热稳定性分析(TG)等方法对羧基胺基螯合纤维进行了表征。实验结果表明:1.胺化试剂的链越长,使胺化反应越困难。更高的反应温度和反应时间,对纤维的破坏更为严重。2.羧化反应主要受氯乙酸钠与胺化纤维当量的摩尔比和反应的温度的影响。在最优条件下制备出具有良好吸附性能和力学强度的羧基胺基螯合纤维。该螯合纤维经过十次的酸碱循环浸泡后仍有较好的吸附当量和力学性能。 以羧基二乙烯三胺螯合纤维为例研究其对水中铜离子的吸附效果,考察了溶液pH、吸附温度、吸附时间和Cu2+的初始浓度对吸附效果的影响。结果表明该螯合纤维对Cu2+有较好的吸附能力,经过十次的重复使用后仍有1.25 mmol/g的吸附量。通过用羧基二乙烯三胺螯合纤维吸附多种金属离子的混合溶液发现,该纤维对多种金属离子都有较好的去除效果,对Cu2+的去除效果最好。另外发现羧基乙二胺螯合纤维和羧基三乙烯四胺螯合纤维都对Cu2+有较好的吸附效果。