在多孔有机聚合物中构筑广谱性重金属离子吸附活性位

以三维刚性结构的三蝶烯为单体,通过简单的Friedel-Crafts烷基化反应制备得到高比表面积的三蝶烯基多孔有机聚合物(TPOP),在TPOP中接枝乙二胺和氯乙酸钠,构建了广谱重金属离子吸附剂(TPOPCH_(2)EDTA).获得的TPOP-CH_(2)EDTA具有微孔/介孔结构,其微孔尺寸为1.6 nm,BET比表面积为634 m^(2)/g,利于重金属离子传递和配位作用的强化.TPOP-CH_(2)EDTA对重金属离子具有吸附广谱性,其对Ag(Ⅰ),Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Co(Ⅱ),Sn(Ⅳ),Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)等10种重金属离子的去除率均高于98%.以Pb(Ⅱ)为典型的重金属污染物,通过Langmuir模型计算得到Pb(Ⅱ)的最大吸附容量高达184.5 mg/g;具有拟二级吸附动力学特征,吸附速率快,动力学常数k2为0.0173 g·mg^(‒1)·min^(‒1);经过5次循环使用后,Pb(Ⅱ)的去除效率仍高达95.8%.TPOPCH_(2)EDTA对混合溶液中Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除率均高于99%,且对含有大量无机盐[如Ca(Ⅱ),Mg(Ⅱ),K(Ⅰ)和Na(Ⅰ)离子]和有机化合物的复杂真实水体系,Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除效率仍高于90%.因此,通过调控多孔有机聚合物微观结构(如比表面积、孔径和吸附位点密度)而构筑的广谱性重金属吸附材料,为协同去除复杂水系统中混合重金属离子提供了方案.