离子印迹薄膜扩散梯度法特异选择性定量采集水体中锑、砷、铅、镉

以水环境中有毒重金属Cd(II)、Pb(II)、As(III)、As(V)、Sb(III)、Sb(V)为目标物，通过改变传统薄膜扩散梯度技术的结合相对目标物的结合机理，采用印迹技术的空穴识别为结合机理，利用包埋法和表面印迹法制备并筛选出一系列具有吸附速率快、特异选择性好的离子印迹聚合物作为薄膜扩散梯度技术的新型结合相，建立具有特异选择性的定量采集水环境中Cd(II)、Pb(II)、As(III)、As(V)、Sb(III)、Sb(V)的动态被动采样方法。本项目可以增强薄膜扩散梯度技术的选择性，从而降低水环境中共存组分在结合相中竞争吸附引起的误差，提高薄膜扩散梯度技术的准确性和可靠性；通过改变结合相，实现砷、锑、铅、镉的选择性定量采集；砷、锑离子印迹聚合物的制备丰富了离子印迹聚合物的种类；离子印迹聚合物在薄膜扩散梯度技术中的应用开辟了其新用途

本项目将一系列水溶性高分子作为薄膜扩散梯度(DGT)结合相，考察了所构建的DGT装置对重金属有效态定量采集的准确性，并比较了不同结合相的DGT装置对相同水体中重金属有效态测量的差异；成功制备了多种离子印迹材料和一系列功能化硅胶，通过IR、SEM、BET、DTA-TGA和静态吸附实验成功表征了材料的形貌、性质以及对重金属的吸附性能、吸附模型、吸附动力学和热力学；将离子印迹材料应用于DGT技术中，考察了DGT装置对游离态Cd(II)和Pb(II)定量采集的准确性，并初步检验其定量采集环境中游离态Cd(II)和Pb(II)的有效性；将功能化硅胶应用于DGT技术中，考察了所构建的DGT装置对环境中Sb (III)选择性定量采集的准确性。.研究结果表明，含有不同官能团的水溶性高分子作为结合相所构建的DGT装置对同一水体中重金属有效态的测量结果是不同，但是重金属有效态浓度呈现出规律性变化的特点，即所用水溶性高分子与重金属的配位能力越强，其所构建的DGT装置对重金属有效态浓度的测量结果越大，反之亦然，这为预测不同植物的重金属生物有效性提供了技术手段；采用水热辅助表面接枝印迹法和溶胶凝胶法成功制备了多种离子印迹材料，水热辅助表面接枝印迹法所可以明显提高印迹材料的吸附容量；我们发现胺基改性硅胶对As(V) 有较强的结合能力，而对As(III)的结合能力则较弱，我们利用这种性质将胺基改性硅胶用于去除碱性蚀刻废液中的As(V)取得了较好的效果；巯基改性硅胶对Sb(III) 有较强的结合能力，而对Sb(V)的结合能力则较弱，与所制备得锑离子印迹材料相比，巯基改性硅胶对Sb(III)结合能力的强；分别采用溶胶凝胶法所制备的镉离子和铅离子印迹材料作为DGT结合相，分别用于定量采集环境中游离态的镉和铅，离子印迹和DGT相结合后，可以实现对重金属形态的测量，为测量重金属游离态和预测环境中重金属毒性提供研究工具；以巯基改性硅胶为结合相的DGT装置可以选择性定量采集水中Sb(III)，为评价Sb(III)对环境的影响提供有效的研究工具。. 项目执行期内，共发表SCI检索论文17篇，EI检索论文3篇，获得授权中国专利1项，申请中国专利2项。