离子印迹吸附微球微流控制备及DFT性能

论文摘要

为了实现复杂体系重金属废水中目标金属离子的高效选择性去除,基于微流控和离子印迹技术,制备了离子印迹壳聚糖吸附微球,通过批量吸附实验验证和DFT分子模拟佐证的方法,系统研究了吸附微球的吸附特性,探究了目标重金属离子与吸附微球的相互作用机制和靶向结合原理。研究结果表明,离子印迹壳聚糖微球在优化的恒温震荡吸附条件(35℃和160 r/min,Cu离子溶液初始浓度400 mg/L、pH=6)下,可在48 h内到达吸附平衡,对Cu离子的最大吸附容量为117.76 mg/g。此外,吸附速率和等温吸附实验结果符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,证明离子印迹壳聚糖微球对Cu离子的吸附过程是伴随着电子转移的单层化学吸附过程。而基于印迹模板的离子尺度效应和高电负性、以及目标金属离子与吸附微球分子单体间强结合能,能够实现离子印迹壳聚糖吸附微球在二元和(或)三元共存体系中对Cu离子的快速识别捕获和吸附分离。该研究结果可为新型高效吸附微球的研发和性能优化提供理论指导。

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 主要仪器与试剂
•   1.2 主要仪器与试剂
•   1.3 离子印迹壳聚糖微球制备
•   1.4 批量吸附实验
•   1.5 选择吸附实验
•   1.6 DFT分子模拟
•     1.6.1 吸附模型简化
•     1.6.2 金属螯合物模型假设
•     1.6.3 DFT运算
• 2 结果与讨论
•   2.1 形貌特征
•   2.2 吸附速率
•   2.3 等温吸附
•   2.4 选择吸附
•   2.5 选择吸附机理
•     2.5.1 离子尺度效应
•     2.5.2 金属元素电负性
•     2.5.3 吸附能
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王炳捷,白志山,杨晓勇

关键词: 壳聚糖吸附微球,选择性去除,微流控,离子印迹,分子模拟

来源: 工程科学与技术 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用

单位: 华东理工大学机械与动力工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51578239)

分类号: X703

DOI: 10.15961/j.jsuese.201900398

页码: 36-43

总页数: 8

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