基本信息
- 项目名称：
- β-环糊精交联聚合物包结8-羟基喹啉树脂对Zn(Ⅱ)吸附性能
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以环氧氯丙烷为交联剂合成β-环糊精聚合物树脂被8-羟基喹啉包结的产物能与Zn(Ⅱ)形成稳定的吸附络合物，并以此做吸附剂，结合原子吸收光谱法考察其对水体中痕量Zn(Ⅱ)的吸附性能。
- 详细介绍：
- 吸附法是处理含锌废水的一种方法，传统吸附剂是活性炭及磺化煤等，但由于其吸附性能的局限。近年来人们致力于开发新型的吸附材料。β-环糊精(CycLodextrin,CD)由于其具有独特的结构和性质而成为当前研究的热门课题。它的理论研究和应用开发涉及到各个领域如药物、电化学、食物和环保等[2～5]。目前较引人注意的领域之一是利用环糊精交联聚合作用获得聚合物包结物。经常使用的交联剂是环氧氯丙烷，它与β-CD在碱性介质中形成一种不溶于水的高分子聚合物，这种聚合物一方面保留了β-CD原有的空腔结构，另一方面由于β-CD在聚合物中以三维网状空间排列而使其固化，使客体分子更易于吸附在聚合物上[6]。8羟基喹啉是一些重金属的萃取剂，也可作为显色剂用于光度法测定。由于8羟基喹啉含有与β-CD空腔尺寸相匹配的苯环状结构，可以与β-CD形成稳定的包结络合物。实验利用这一性质制成了β-环糊精交联聚合物8羟基喹啉包结树脂，并成功应用于痕量锌离子的富集，用原子吸收光谱法测定样品并做加标回收实验，回收率可达95%左右，与标准方法比较结果基本吻合。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 近年来吸附剂的研究成为热点，β-环糊精交联聚合物作为吸附剂研究表明，其改善了β-环糊精的水溶性增加了其吸附应用可能性，但对金属离子的选择吸附性能亟待改善。β-环糊精聚合物树脂被8-羟基喹啉包结的产物能与Zn(Ⅱ)形成稳定的吸附络合物，并以此做吸附剂。增强了锌的吸附能力改善了吸附剂的选择性。
科学性、先进性及独特之处
- 实验研究了影响吸附、解吸等方面的条件，并应用于水体中微量锌的测定，结果满意。目前，β-环糊精聚合物树脂8-羟基喹啉包结络合吸附剂对锌离子的吸附及测定的研究，未见报道。
应用价值和现实意义
- 本方法将来可以推广到处理及测定水体中微量锌离子含量的分析中去，具有很好的应用价值，可以进一步推广。
学术论文摘要
- 以环氧氯丙烷为交联剂合成β-环糊精聚合物 树脂被8-羟基喹啉包结的产物能与Zn(Ⅱ)形成稳定的吸附络合物，并以此做吸附剂，结合原子吸收光谱法考察其对水体中痕量Zn(Ⅱ)的吸附性能。实验研究了吸附、洗脱条件及富集倍数，提出了一种富集测定痕量Zn(Ⅱ)的新方法。结果表明：合成树脂对Zn(Ⅱ)有良好的吸附性能，常温下静态饱和吸附量为13.40mg.g-1。EDTA(PH=7)溶液进行静态洗脱，洗脱率达98%。富集倍数20倍。本方法与标准方法对于河水中锌离子含量测定结果基本一致。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1，苏小笛, 刘六战, 沈含熙. β-环糊精交联聚合物包结α-吡啶偶氮-β-萘酚络合物树脂吸附富集痕量金属的研究.分析化学[J] 1995，23(12)：1361 2，金文英，海洪，刘海玲. 聚合β-环糊精包结树脂对钯的吸附性能研究. 广西科学院学报[J] 2010,26(3):343~345
同类课题研究水平概述
- 各种新型树脂分离富集金属离子的方法，如螯合树脂，萃淋树脂以及吸附树脂在分析化学中已经得到了广泛的应用。环糊精（Cyclodextrin,CD）其“内疏水，外亲水”的筒状刚性结构赋予了其独特的包合性能。尺寸适宜的客体分子进入其空腔，从而形成主体包合物。这种特性使其在分析分离，生物技术，环境科学，模拟酶等许多领域得到应用。但是β-环糊精在水中的溶解度低又限制了其应用的范围。于是人们将它与各种交联剂进行反应，制成疏水性或者亲水性的交联聚合物。一方面形成一种不溶于水的高分子聚合物保留了原来β-环糊精的空腔结构，另一方面由于β-环糊精在聚合物中以三维网状空间排列而使其固化，使客体分子更易于吸附在聚合物上。 近年来，关于β-环糊精在聚合物包结物的研究日益受到人们的关注。β-环糊精适合与苯，萘以及吡啶等非极性分子或基团发生包结反应，生成的包结络合物对溶液中的金属离子有很强的络合吸附能力，因而一种新型的吸附树脂便产生了，这方面的研究国内已有一些报道。如苏小迪等研究了β-环糊精交联聚合物与吡啶偶氮类，变色酸双偶氮类，三苯甲烷类，杂氧蒽酮类试剂形成包结物的过程及包结物的性质，并将它们应用于分离富集金属离子，为此类树脂的研究与应用奠定了基础。 8-羟基喹啉是金属显色剂，能与Co(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Bi(Ⅲ)等离子生成稳定的鳌合物，又由于他们都含有与β-环糊精空腔相互匹配的苯环，因此它可以与β-环糊精形成稳定的包结物。本文以环氧氯丙烷为交联剂，先合成了β-环糊精交联聚合物，进而制成了β-环糊精-8-羟基喹啉包结树脂，并以这种树脂为吸附剂，探讨了对溶液中Zn(Ⅱ)离子的吸附性能，取得了很好的效果。
