刘宛宜 杨璐泽 于萌 刘淼

摘要：以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）为单体，K2S2O8为引发剂，N，N′亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用水溶液聚合法合成P（AAAM）水凝胶，通过正交实验优化了P（AAAM）水凝胶的制备工艺。对制备的P（AAAM）水凝胶进行了SEM和XPS分析，探讨了P（AAAM）水凝胶对Cu2+、Pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附等温线和吸附动力学行为，研究了P（AAAM）水凝胶的粒径、吸附温度、pH值和重金属离子的初始浓度对P（AAAM）水凝胶吸附性能的影响。实验结果表明，所制备的P（AAAM）水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子材料，其表面的氨基和羧基残基能够与重金属离子发生螯合反应。减小P（AAAM）水凝胶粒径、增大溶液pH值、升高吸附环境温度均有利于吸附反应的进行。粒径为0.097～0.15 mm的P（AAAM）水凝胶粉末，在35℃、pH=5的条件下进行吸附等温线实验，得到水凝胶对重金属Cu2+， Pb2+， Zn2+和Cd2+的理论最大吸附量分别为186， 588， 208和403 mg/g。P（AAAM）水凝胶对重金属离子的吸附符合准二级动力学模型（R2>0.98），吸附等温线符合Langmuir吸附等温线（R2>0.95）。干扰离子实验和理论模拟均证明P（AAAM）水凝胶对Pb2+具有良好的吸附性。

关键词 ：丙烯酸盐； 丙烯酰胺； 水凝胶； 重金属离子； 吸附

1 引 言

随着现代工业的快速发展，环境问题日益严重，其中重金属离子污染给动植物的生长、繁殖以及人类的身体健康和生存环境带来了严重的威胁[1]。因此，建立重金属离子废水的高效、环保、低成本的处理方法是环保领域的一项重要课题。目前，除吸附法外，常用于处理重金属离子废水的方法主要有膜分离、浮选、化学沉淀、离子交换、氧化还原等[2，3]。但以上技术常存在膜通量有限、成本高、设备占地面积大、污泥产生量大等问题，并易造成二次污染。采用……