硼酸根离子印迹聚合物的制备与吸附性能研究文献综述

 2021-12-30 20:47:55

全文总字数：8124字

文献综述

文 献 综 述

一、前言

硼是一种天然存在的元素，以各种形式分散在环境中，与其他元素结合。在水溶液中，硼通常以硼酸和各种硼酸盐的形式存在[1]，取决于溶液的酸碱度和硼的浓度。硼酸作为一种重要的化学品，被广泛应用于工业生产及高端技术领域，但在其生产和应用过程中会产生大量含硼废水，对人体和周围的环境产生大量危害。因此从水溶液中回收或脱除硼不仅能够重复利用资源，而且降低了环境污染。

硼酸是一种非常弱的路易斯酸，在25 ℃时，pKa为9.2[2],因此很难用常规的方法去除。据研究分析，当水溶液中pH达到9.5左右时，硼酸才开始分解，这样会给除硼造成一定的困难。目前除硼的主要方法有：化学沉淀法、萃取法、反渗透法、离子交换法和吸附法[3]。化学沉淀法适用于处理含硼浓度高的水，不仅需要消耗大量的沉淀剂，而且处理后的水有很高的PH值。萃取法选择性良好，反应速度快和除硼率高，但影响萃取率的因素复杂且难以控制，萃取剂容易损失还会造成水源污染。反渗透法的优点在于操作简单、能去除大部分离子、占地面积小等，但反渗透膜价格高，能耗大[4]。离子交换法操作简单，选择性强，除硼率高，但树脂需要反复使用酸碱洗脱、再生，会造成损坏，增加生产成本。

吸附法提硼是采用吸附剂从卤水中富集硼，再用洗脱剂将硼洗脱，得到硼酸产品。吸附法具有吸附效率高、可再生利用和富集效果好等优点，在硼吸附，尤其是低浓度硼吸附方面研究较多。吸附剂主要有无机吸附剂和有机吸附剂两大类，常见的无机吸附剂包括金属氢氧化物、活性炭、纤维素衍生物和金属氧化物等，有机吸附剂通常是离子交换树脂，也是现阶段研究较多的吸附剂。但是现有的吸附剂在吸附量、吸附速率和吸附选择性等方面存在不足。

离子印迹聚合物是分子印迹技术的重要发展方向，它将传统的分子模板替换为离子，利用氢键、配位键和共价键等作用与功能单体结合，在一定条件下形成具有特定空间结构和能够选择性吸附分离目标离子材料制备的新技术[5]。

二、阴离子印迹制备的方法

2.1本体聚合法

本体聚合法也称包埋法，是制备阴离子印迹聚合物最常用的方法之一。其制备过程为首先用少量的溶剂溶解混合一定比例的模板离子、功能单体和交联剂，后采用光或热引发聚合反应制得块状聚合物本体聚合法虽然常用，但这种放热聚合方式需要12～24h才能完成，且获得的印迹聚合颗粒具有宽范围的相对分子质量和粒径，模板洗脱困难、传质速率低以及印迹位点分布不均匀且研磨后易遭到破坏等缺点[6,7]。

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