在多孔有机聚合物中构筑广谱性重金属离子吸附活性位

作者：赵开庆; 吴若雨; 罗翌峰; 石春红; 胡军^*

来源：高等学校化学学报, 2021, 42(03): 834-842.

• 重金属离子
• 吸附
• 多孔有机聚合物
• 广谱性
• 吸附性能

以三维刚性结构的三蝶烯为单体,通过简单的Friedel-Crafts烷基化反应制备得到高比表面积的三蝶烯基多孔有机聚合物(TPOP),在TPOP中接枝乙二胺和氯乙酸钠,构建了广谱重金属离子吸附剂(TPOPCH2EDTA).获得的TPOP-CH2EDTA具有微孔/介孔结构,其微孔尺寸为1.6 nm, BET比表面积为634 m2/g,利于重金属离子传递和配位作用的强化. TPOP-CH2EDTA对重金属离子具有吸附广谱性,其对Ag(Ⅰ), Cu(Ⅱ), Ni(Ⅱ),Zn(Ⅱ), Co(Ⅱ), Sn(Ⅳ), Pb(Ⅱ), Cd(Ⅱ), Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)等10种重金属离子的去除率均高于98%.以Pb(Ⅱ)为典型的重金属污染物,通过Langmuir模型计算得到Pb(Ⅱ)的最大吸附容量高达184.5 mg/g;具有拟二级吸附动力学特征,吸附速率快,动力学常数k2为0.0173 g·mg-1·min-1;经过5次循环使用后, Pb(Ⅱ)的去除效率仍高达95.8%. TPOPCH2EDTA对混合溶液中Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除率均高于99%,且对含有大量无机盐[如Ca(Ⅱ), Mg(Ⅱ), K(Ⅰ)和Na(Ⅰ)离子]和有机化合物的复杂真实水体系, Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除效率仍高于90%.因此,通过调控多孔有机聚合物微观结构(如比表面积、孔径和吸附位点密度)而构筑的广谱性重金属吸附材料,为协同去除复杂水系统中混合重金属离子提供了方案.

• 单位
  华东理工大学