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1、离子印迹检测饮用水中重金属武建超2013年3月5日主要内容研究背景离子印迹技术简介合成方法当前遇到的问题研究背景金属离子印迹技术在环境分析和生物医药领域中具有广泛的应用前景。具体有固相萃取、色谱分析、膜分离、生物传感器和蛋白质分子的印迹。该聚合物能从复杂体系中高效地分离富集某种特定的痕量待测物，且具有化学性质稳定、对环境的耐受性较强、易大规模制备等优点。其中不同种类的金属离子印迹聚合物已经制备成功，如Cd2+、Pb2+、Cr3+、Ag+。Esen等人制备了以Pb2+模板分子、甲基丙烯酸为功能单体的离子印迹聚合物
2、，并用它作为分子印迹固相萃取的固定相，结果表明，相对于Cd2+、Ni2+和Cu2+，它有着很高的选择性[1]。Zhanchao-Li等人以Cd2+为模板分子，3-thiocyanatopropyltriethoxysilane作为模板合成的离子印迹聚合物并制成吸附剂，用于出去水溶液中的Cd2+，比传统的加热方法效率高2.3倍[2][1]CEsen,MAndac.Highlyselectiveion-imprintedparticlesforsolid-phaseextractionofPb2+ions[J].C
3、hem.69(1997)345.[2]Zhan-ChaoLia,Hong-TaoFanb,YingZhang.etc.[J].ChemicalEngineeringJournal,171(2011)703–710.简介离子印迹的本质即是对目标物捕获并富集的过程。金属离子与配体原子间的螯合作用相结合，然后通过交联剂与功能单体之间的交联作用将其固定起来，最后通过改变外界的环境条件去除金属模板离子，最终得到离子大小和空间空穴与模板离子相匹配的印迹聚合物[3]。这样，获得的离子印迹聚合物分子识别目标物是依靠模板分子和金
4、属离子的配位作用以及与之匹配的孔穴形状。[3]段俊新,李曦,陈维良.金属离子印迹聚合物的研究进展[J].粘接,2011(10):80-84.合成所需要的物质模板功能单体交联剂溶剂模板：即所要捕获的离子。本研究的对象是饮用水中含有的重金属As,Cr,Cd。砷As砷有三种形式存在：不带价(As)，三价砷(aesenite)，五价砷(arsenate)，一般而言无机砷比有机砷要毒，三价砷比五价砷毒。氧化条件下，砷的高价氧化物要比低价砷的氧化物水解性强，易水解沉淀，而在还原状态下，砷多易形成稳定的化合物。所以碱性的还原
5、环境是三价砷中毒形成的重要条件[4]。水中以亚砷酸和砷酸为主。水中砷的存在形式包含砷的价态和形态两方面的含义。在水中主要以三价砷和五价砷的形式存在．并且五价砷通常易于通过吸附、离子交换或与水中其他阳离子形成水不溶物[5]。[4]徐兴礼.地下水中砷的迁移转化影响因素及处理技术研究[J].能源与环境,[5]李振瑜，刘皓磊，刘沫等.高氟水和高砷水处理技术与设备问题探讨[J].中国水利，2007镉（Cd）Cd2+在pH值<8时为简单离子．而在pH值为8时可生成Ca(OH)2。天然水环境中的C1-、OH-和SO4+，可与
6、镉离子(Cd2+)配合形成配配合物.其中CdSO4、CdCl2、Cd(NO)2溶解度较高[6].[6]李红阳，牛树银.常见硫化物的氧化作用及其环境效应[J].北京地质，2001,13（2）铬（Cr）铬的毒性与其存在的价态有关，三价态为常态，是对人体有益的元素。六价铬比三价铬毒性高100倍，三价铬和六价铬可以相互转化。存在形式：在有氧的条件下，天然水中仅以六价铬化学态存在，以铬酸，重铬酸盐，铬酸盐，重铬酸盐，三铬酸盐和四铬酸盐的形式[7],其比例与溶液的Ph有关。[7]任守信.水中铬的化学形态分布[J].中国环境
7、科学，1989，9（1）功能性单体聚合物的合成中，与金属离子能够产生螯合作用的功能基团主要有氧基、羟基、巯基等[8]芳香化合物：苯胺、酪胺、苯酚羧酸类：甲基丙烯酸、丙烯酸、乙烯基苯甲酸杂环弱碱类：乙烯基吡啶、乙烯基咪唑烷基磷酸类此外还有氨基二乙酸衍生物以及硅氧烷类。以上功能单体中金属离子印迹聚合中最广泛使用的功能单体是丙烯酸、甲基丙烯酸和乙烯基苯甲酸等羧酸类化合物体[8]朱琳琰,张荣华,朱志良.金属离子印迹技术研究进展[J].化学通报,2010,16(4)金属离子印迹聚合物的功能单体的条件[9]长碳链能够保证较
8、高的表面活性苯环的存在能够保证结合位点的刚性有机磷功能基团具有较高的结合强度，能够保证高吸附率和选择性。[9]MYoshida，YHatate，KUezuetal.propertiesforfunctionalmonomerstoproduceametaltemplateeffectbyasurfacemolecularimprintingtechnique.Maeromoleeule
