离子印迹磁性纳米碳球智能化分离海水中Li+的应用基础研究

基本信息
批准号:51603142
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:刘伟峰
学科分类:
依托单位:太原理工大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郭兴梅,李兰松,秦蕾,薛宝霞,杜泽锋,孟欣欣,宋毛宁,赵旭
关键词:
温敏特性离子印迹技术吸附分离磁性纳米碳球锂离子
结项摘要

Ion imprinted polymers are designed and synthesized on the surface of magnetic carbon nanospheres for the selective recognition and smart separation of Li+ from seawater. Binding sites and imprinted cavities of imprinted polymers realize the selective recognition. Li+ is captured and released smartly by regulating the temperature-sensitive characteristics. Imprinted materials based on the magnetic carrier are easily separated from the adsorption system in the presence of external magnetic field..First, magnetic carbon nanospheres are prepared by using solvo-thermal method. Then, with the temperature sensibility, ion imprinted layer is prepared on the surface of modified magnetic carbon nanospheres by using Li+ as the target ion. The morphology, structure, magnetic and temperature-sensitive properties of samples at different stages are characterized and analyzed. The selective adsorption of imprinted materials towards Li+ is systematically studied to reveal the recognition mechanism. Finally, smart imprinted materials with selective recognition are obtained for capturing and releasing Li+ quickly from seawater. It provides a theoretical basis and a new technical method for efficient capture and deep separation of Li+.

为解决海水中Li+的高效捕集和深度分离问题,本项目设计合成一种温敏型磁性纳米碳球表面离子印迹材料。利用印迹聚合物丰富的网络结构提供与Li+匹配的结合位点和印迹空穴,实现Li+的大容量、高选择性识别吸附;通过印迹过程中引入温敏特性,实现Li+的智能化吸附与释放;采用磁性纳米碳球为印迹载体,实现外加磁场下,印迹材料与吸附体系的快速分离。.首先采用溶剂热法制备磁性纳米碳球,并对其表面进行硅烷化改性;然后结合温敏特性的设计,以Li+为目标离子,在改性后的磁性纳米碳球表面制备离子印迹聚合物层;并对各阶段产物进行形貌、结构、磁性及温敏特性表征分析;系统考察印迹材料对Li+的选择性吸附效果,探讨其识别机制。最终获得既能够选择性识别吸附,又能够快速分离Li+的智能型印迹碳材料,为实现海水中Li+的选择性识别和智能化分离富集提供理论基础和新的技术方法。

项目摘要

锂作为新能源产业的基础材料,其高效开发具有重要的战略意义。为解决海水中锂的高效捕集和深度分离问题,本项目设计合成一种磁性纳米碳球表面离子印迹吸附材料。主要内容包括:(1)采用溶剂热法制备得到粒径均匀的磁性纳米碳球,并对其表面进行硅烷化改性;(2)采用液相聚合法制备得到三种磁性纳米碳球表面锂离子印迹材料。①以2-羟甲基-12-冠醚-4为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,制备得到锂离子印迹聚合物材料,印迹层厚度约为28 nm,吸附量为22.26 mg/g,且具有良好的选择性和再生性。②以2-羟甲基-12-冠醚-4和丙烯酸为双功能单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,制备得到锂离子印迹聚合物材料,印迹层厚度约为10 nm,吸附量为3.8 mg/g,提取率达到94%以上。③以甲基丙烯酸和N-异丙基丙烯酰胺作为功能单体,苯并-12-冠醚-4为捕获剂,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,制备得到锂离子印迹聚合物材料,印迹层厚度约为10 nm,最大吸附量为23.46 mg/g,且具有良好的选择性和再生性。本项目的实施,为海水中锂的高效捕集和深度分离提供了新的思路和途径。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020

相似国自然基金

1

金属离子印迹磁性壳聚糖纳米球的制备及其废水处理机理研究

批准号:21007029
批准年份:2010
负责人:吴占超
学科分类:B0602
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
2

双壁荧光有序纳米阵列印迹膜可控合成及其高效分离提取盐湖卤水中锂离子的应用基础研究

批准号:U1407123
批准年份:2014
负责人:闫永胜
学科分类:B0804
资助金额:60.00
项目类别:联合基金项目
3

基于管内智能探测球的长距离海底管线漏损检测技术研究

批准号:51208457
批准年份:2012
负责人:邵煜
学科分类:E1004
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

磁性强化分子印迹纳米材料应用于去除垃圾渗滤液中环境激素的效能与机理研究

批准号:51408206
批准年份:2014
负责人:赖萃
学科分类:E1006
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目