聚砜卟啉功能膜及其对镉离子的检测与吸附研究

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得云洼王些盔堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期．≥毋3月肛日日期：≥以年』月肛日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解云洼王些太堂有关保留i使用学位论文的规定。特授权云i圭三些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

2、检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：，签字日期：土心年；月J)日导师签名：a、护签字日期：加红年乡月，2日，、万方数据学位论文的主要创新点一、通过对氯甲基化聚砜(CⅧsF)基膜进行表面改性得到膜表面带正电荷的季胺化聚砜(QAPSF)膜和带负电性聚对苯乙烯磺酸钠(PNaSS)接枝链的接枝膜(PSF．PNaSS)，并通过静电作用分别将5，10，15，20．四(4．磺酸苯基)．卟啉(TPPS)和

3、5，10，15，20．四(1一甲基．4．吡啶基)卟啉(TMPyP)负载于膜表面制得QAPSF／TPPS膜和PSF．PNaSS／TMPyP功能膜，从而实现了膜技术与卟啉的有机结合。二、研究了TPPS在膜表面负载的影响因素及其在膜表面的不同存在形式，为TPPS在QAPSF膜表面的负载及其不同存在形式在光学器件、传感器、数据存储等分子器件的设计与开发提供了理论依据。三、本课题制备的PSF．PNaSS／TMPyP功能膜对Cd(II)溶液具有颜色及紫外．可见光谱的响应，可实现对饮用水及废水中Cd(Ⅱ)的检测，并且TMPyP与Cd(Ir

4、)可逆配位的特性及固体膜载体的存在也赋予了功能膜循环再生的能力。万方数据摘要JIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIUJY2756967卟啉因其特殊的化学结构和光电特性而被广泛地应用于生物、化学以及物理领域，本文利用TPPS和岫P的带电性，分别将其负载在QAPSF及PSF．PNaSS膜表面，并根据TPPS自组装及TMPyP易与重金属离子配位的特性着重研究了TPPs在膜表面的可逆聚集及PSF．PNaSS／TMPyP功能膜对Cd(II)的检测和吸附效果。TPPS的聚集及阳离子的竞争吸附会影响其在QAPSF膜表面的负载。n，

5、PS在PSF及QAPSF膜表面的负载属于Langmuir单分子层吸附；虽然pH=4．0和pH=7．0时QAPSF膜对TPPS的吸附量均约为30mg／g，但是前者的吸附速率明显低于后者。与溶液中相比，TPPS负载于膜表面后，其被质子化及产生聚集都需要在更低的酸性环境才能发生，并且负载量越小TPPs越不容易被质子化和产生聚集。当TPPS负载量为3．5mg／g时，其表观pKa为1．44，且将膜在pH=1．0的条件下处理后仍无明显的聚集产生。PSF．PNaSS／TMPyP功能膜对Cd(II)的检测显示出优越的颜色及光谱响应。其对Cd

6、(II)的吸附更符合Freundlich多分子层等温吸附模型，且吸附过程属于化学作用控制的准二级动力学模型。功能膜对Cd(II)检测和吸附的最佳pH为弱碱性；随着TMPyP负载量的增大，功能膜对Cd(II)的吸附量增大，且检测过程的响应速度及对Cd(II)的浓度响应范围也受TMPyP负载量的影响。TMPyP负载量为8．6和1．2mg／g时，其达到检测平衡所需时间及Cd(Ⅱ)的浓度响应范围分别为10min，O～25mg／L和3rain，0～10mg／L。另外，在功能膜可识别的浓度范围内，Cd(II)的浓度越大，检测响应速度越快

7、。通过降低TMPyP在功能膜上的负载量，延长作用时间，可以实现功能膜对Cd(II)的痕量检测。当功能膜的TMPyP负载量为0．1mg／g，Cd(II)的浓度为10。3mg／L时，功能膜在颜色及光谱上对Cd(II)仍有响应，因此，PSF．PNaSS／TMPyP功能膜可实现对痕量Cd(II)的检测。共存离子对功能膜检测Cd(II)的干扰性结果显示：Cu(II)、Co(II)、zn(II)干扰性较大，Pb0I)微弱干扰，Ni(II)、Mg(II)、Ca(II)无干扰。吸附选择性研究结果表明：共存离子对接枝膜和功能膜的干扰规律相反。

8、PSF-PNaSS／TMPyP功能膜用于Cd(II)检测及吸附均具有良好的稳定性及循环再生能力，这种以卟啉为功能体的光学传感功能膜在重金属离子处理中具有重要的理论和应用价值。关键词：PSF膜，TPPS，聚集，TMPyP，Cd(II)万方数据AbstractPorphyrinhasbeenw