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摘 要

砷是一种广泛存在于地壳的元素，其在地壳中的自然丰度位于第20位。单质砷在自然界中难以被找到，在土壤中和水体中主要以As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的含氧酸盐形式存在。砷是一种剧毒元素，并且三价砷的毒性高于五价砷，除了从古至今的自然地质变化外，随着工业的发展和进步，砷更多的来自人类的活动，比如工厂排放、开采矿物等都会有砷的排放。砷对人类和其他生物具有极大危害，因此找到一种高效的砷的处理方法是当务之急。在众多的研究处理砷的手段中，吸附是一种利用的较为广泛的方法，那么对于吸附材料就有多种多样的选择，不同的材料吸附能力、吸附后的产物都有不同，其中表面印迹技术的吸附效果最为良好。本论文采用了离子印迹聚合这项技术，研究其对As（Ⅲ）的吸附情况。

关键词： IIP 表面印迹技术 选择性吸附 PH

Preparation of Arsenic Ion Imprinted Polymers and Selective Adsorption of As(III)

Abstract

Arsenic is a ubiquitous element in the crust, and its natural abundance in the crust is in the 20th place. Elemental arsenic is difficult to find in nature. It exists mainly in the form of oxygenates of As (III) and As (V) in soil and water. Arsenic is a highly toxic element, and the toxicity of trivalent arsenic is higher than that of pentavalent arsenic. With the development and progress of industry, more arsenic comes from human activities, such as factory emissions, mining minerals and so on. As arsenic is harmful to human beings and other organisms, it is urgent to find an efficient method to treat arsenic. Among the various methods of arsenic treatment, adsorption is a widely used method, so there are various choices for adsorbing materials. Different materials have different adsorptive capacity and adsorbed products. Surface imprinting technology has the best adsorption effect. In this paper, ion imprinting polymerization was used to study the adsorption of As (III).

Key words: IIP ; Surface Imprinting Technology ; Selective adsorption ; PH

目录

摘要 2

Abstract 3

第一章 前言 6

1.1砷的处理手段 6

1.1.1沉淀法 6

1.1.2生物法 7

1.1.3膜分离法 7

1.1.4离子交换法 7

1.1.5电解法 8

1.1.6吸附法 8

1.2表面印迹技术 8

1.2.1分子印迹技术 9

1.2.2离子印迹技术 9

1.2.2.1化学接枝法 9

1.2.2.2溶胶—凝胶法 9

1.2.2.3乳液聚合法 10

1.3本课题目的 10

第二章 实验部分 11

2.1实验所需仪器和试剂 11

2.2实验内容 11

2.2.1实验原理 11

2.2.2合成吸附剂反应体系 11

2.2.3吸附实验 12

2.2.4原子荧光光度计的应用 12

2.2.5 iCAP6300的操作规程 14

第三章 实验数据及分析 16

3.1三种吸附模板的吸附量与PH之间的关系 17

3.2三种吸附模板的吸附量与浓度之间的关系 18

3.3三种吸附模板的吸附量与时间之间的关系 19

第四章 结论与展望 20

4.1结论 20

4.2展望 20

参考文献 21

第一章 前言

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。其中砷和它的化合物是一种危害较大的污染物，砷作为一种变价元素在自然界中普遍存在，其在地壳中的自然丰度位于第20位，土壤中和水体中主要以As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的含氧酸盐形式存在，单质砷在自然界中很难找到。土壤中的砷主要来源于自然作用和人为活动两个方面，其中，自然作用包括火山爆发、矿物风化、森林火灾以及地质成因等^[1]，人为活动主要有矿产开采、金属冶炼、化肥农药的施用、煤矿的燃烧以及工厂的化工生产等。众所周知，砷和它的一系列化合物会给生物及其周围的环境带来很严重的污染，甚至引发严重后果，由于砷常与铜、铅、锡、锌等有色金属伴生，因此在人为进行金属开采，选矿和冶炼的过程中，无法避免的会使砷以氧化物或盐的形式进入到作业产生的烟气、废水和废渣中，这样一来便会对大气环境、水体和农作物造成污染。就算不进行人为操作，随着时间的流逝，有些含砷矿物会风化，也会使得砷释放到地下水和土壤之中，对生物的生存和健康状况造成巨大影响。砷的急性中毒剂量是0.07-0.2 g，致死剂量为0.1-0.3 g^[2]。砷中毒可以使得细胞的代谢功能发生障碍，从而导致细胞死亡。代谢功能发生障碍后首先会危害到神经细胞，这样会引起神经衰弱症侯群和多发性神经炎等疾病^[3]。而且慢性砷中毒也伴随着致畸致突变的可怕结果^[4]。

我国是一个水资源极度匮乏的国家，地下水资源约占水资源总量的三分之一，而在某些地区，地下水更为重要，因为地下水往往是他们主要的供水水源，有时甚至是唯一的供水水源。如果地下水遭到了砷的污染，那么这种日积月累的慢性砷中毒会对当地的环境和生活在当地的人口和其他生物带来难以想象的危害。因此，寻找砷的处理手段是当今我国甚至世界重视的环境问题之一^[5]。

1.1砷的处理手段

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