重金属离子的固相萃取和分离技术—开题报告

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1、重金属离子的固相萃取和分离技术——开题报告选题背景及意义1.重金属污染及危害随着物质文明的发展，人们产生的垃圾也越来越多。其中有水污染、土壤污染、固体污染等。而有一种污染牵涉在这三种污染内即重金属污染，一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中，引起严重的环境污染。以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。如日本的水俣病，

2、就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞，在经生物作用变成有机汞后造成的；又如痛病，是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致。汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度已有显著提高，致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍，损害了人体健康。2.重金属介绍比重大于4或5的金属，约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。3.现有的重金属离子提取方法1.微生物富集高梯度磁选法2.土

3、壤淋洗法3.固相萃取其中固相萃取被广泛应用于环境样品中痕量金属离子和微量有机污染物的分离与富集。4.固相萃取也称液一固萃取，它是建立在液相色谱理论基础上的一种分离、纯化方法，其主要分离模式也与液相色谱相同，可分为正相(吸附剂极性大于洗脱液极性)、反相(吸附剂极性小于洗脱液极性)、离子交换和吸附。固相萃取技术设备简单，能将分离和浓缩合为一步，是目前样品前处理最简捷、高效、灵活的一种手段。虽然载体种类繁多但常用的吸附剂缺乏分离的专一性，对成分复杂的样品难以达到预期分离效果。有些检测需要达到一定的含量，所以需要富集，但一般固相萃取方法做不到，研究如何简单、高效的分离重金属将是本课题研究

4、的重点。5.分子（离子）印迹技术此技术是固相萃取的一个升华，分子印迹聚合物对目标物有较高的选择性而可进行手性分离，又具有一定的机械强度和耐酸、碱及热的稳定性而将其视为性能优良的吸附剂，并可富集痕量的目标再用于检测。弥补了一般固相萃取的缺陷。原理是（如图），印迹分子和功能单体(functionalmonomer)通过共价键(covalentbond)或/和非共价键(non-covalentbond)形成可逆的化合物或复合物(complex)；然后通过加入交联剂(cross-linker)，并在一定条件下发生聚合反应形成具有三维网络结构的共聚物，将该化合物或复合物固定在这种网络结构中

5、；最后在一定条件下除去印迹分子，就在网络结构中留下一个与印迹分子在空间结构上完全匹配，并含有与模板分子专一结合功能基的三维空穴。在吸附时这个三维空穴可以特异性地重新与印迹分子再结合，即对印迹分子具有专一性识别作用。6.前人对重金属污染做出的努力研究人员研究课题研究成果中北大学化学工程系的安富强、高保娇等《硅胶表面铜(Ⅱ)离子印迹聚乙烯亚胺的制备及结合特性研究》制备了复合型铜(Ⅱ)离子印迹材料。桂林工学院材料与化学工程系的刘峥，温玉清，黄美春《铜离子印迹聚合物的制备及吸附性能》制得铜离子印迹聚合物哈尔滨工业大学应用化学系的朱建华，李欣，强亮生《铜(Ⅱ)离子印迹聚合物的制备及性能》应

6、用乳液聚合方法制备了铜(Ⅱ)离子印迹聚合物，并对其性能和吸附机理进行了研究。安庆师范学院/《钴离子印迹聚合物的制备及性能研究》安徽师范大学化学与材料学院的汪竹青，吴根华，汪婕，王冬香，王培三采用表面印迹法合成出钴离子印迹聚合物安徽建筑工业学院材料科学与工程系的谢发之，张俊，唐海鸥《硫代乙酰胺-聚苯乙烯树脂吸附剂制备及其对铅、镉、铜、镍、铁的萃取》有效萃取柱分离富集环境水样中痕量的Pb、Cd、Cu、Ni和Fe离子WittayaNgeontae,WanlapaAeungmaitrepiromThawatchaiTuntulanichemicallymodifiedsilicagelw

7、ithaminothioamidoanthraquinoneforsolidphaseextractionandpreconcentrationofPb(II),Cu(II),Ni(II),Co(II)andCd(II)研究硅胶化学键与硫化氨基蒽醌ThemetalsorptionpropertiesofmodifiedsilicawerestudiedtowardsPb(II),Cu(II),Ni(II),Co(II)andCd(II).对铅(Ⅱ)，铜(Ⅱ)，镍(Ⅱ)，钴(Ⅱ)和