1. 研究目的与意义
随着现代化的不断推进，水污染处理尤其是重金属离子废水的处理显得尤为重要。重金属离子毒性极大，不易排出体外；若不慎摄入人体，可能会致癌、致畸，甚者产生生命危险。工业废水中常含有大量Pb2 ，Cd2 等重金属离子，若不处理直接排放到环境水系中，会导致严重的水污染事件发生。
高分子吸附材料是吸附材料研究热点之一，具有吸附性高、稳定性较好、易制备等优点，且多数高分子吸附材料可回收循环利用。其中，水凝胶吸附材料对环境友好，性能稳定，对重金属离子的去除率高，且制备方便，价格低廉。在水凝胶吸附材料的基础上复合磁性材料所制备的磁性水凝胶吸附材料，易回收且具有较好的再生性。
本课题主要分析丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、对苯乙烯磺酸钠制备的三元共聚水凝胶对重金属离子吸附效果进行分析，研究其吸附性能，以及pH值、离子浓度、吸附时间、离子共存等对水凝胶吸附典型重金属离子的影响，目的是为重金属水体污染治理提供新途径，为开发新型磁性水凝胶的新功能提供新方向。
2. 课题关键问题和重难点
本课题旨在解决重金属水体污染的问题，采用新型磁性水凝胶，探究其对重金属的吸附性能，包括PH值、离子浓度、温度、吸附时间等对吸附效果的影响，并且进行对照实验比较不同类型水凝胶的吸附能力。
本课题的难点在于新型磁性水凝胶的合成，如何指定合适的实验方案才能科学、准确、快速的确定影响新型磁性水凝胶吸附能力的因素，如何设置实验能够比较不同吸附剂的吸附能力？
另外本课题进行时，需要配置大量溶液，合成比较复杂的高分子化合物，需要灵活使用各种实验仪器测定数据，需要通过实验数据分析出实验结果，这对本人是一个很大的挑战。
3. 国内外研究现状（文献综述）
水凝胶是一类通过共价键、范德华力或氢键等相互作用交联形成的三维网状结构，能在水中溶胀，并在保持其结构的同时保留大量水分，同时在一定条件下又可以脱水退溶胀的功能高分子材料。近几十年来，大量国内外研究者对凝胶的结构、性质、应用等进行了广泛而深入的研究。目前水凝胶根据其对外界环境刺激的响应情况可分为传统水凝胶和智能水凝胶。智能水凝胶是一类能对环境条件的变化产生不同程度的响应的水凝胶。磁性水凝胶就是其中一种，它能根据外加磁场的改变而改变其凝胶溶胀行为的。磁性水凝胶由于其独特的磁响应性，被广泛应用在组织工程支架、生物工程细胞分离、环境工程污水处理和药物载体等方面，具有良好的应用前景。
磁性水凝胶是一类能够在外加磁场的作用下发生体积的膨胀或收缩的高分子材料。关于磁性水凝胶的作用机制，刘慧娟团队有以下两种观点：一是“开一关”，即当凝胶置于磁场中时，磁性粒子会由于彼此的吸引力而聚集，造成水凝胶孔径减少，发生体积变化，反之，当磁场关闭时，水凝胶又会恢复到原来的状态；另一种是热敏原理，即将磁场“种子”预埋在凝胶中，当凝胶置于磁场中时，由于磁性材料作用而使凝胶局部温度上升，导致凝胶膨胀或收缩，反之，撤掉磁场，凝胶体积还原。
4. 研究方案
1、以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、苯乙烯（St）为原料制备具有高吸附性的水凝胶；
2、以高吸附水凝胶与SiO2包裹F3O4(Fe3O4@SiO2)为原料制备磁性水凝胶；
3、配置不同浓度、种类、PH值的重金属溶液；
5. 工作计划
第一阶段：
查找与研究课题相关的文献，阅读并归纳参考文献，制订实验方案。
查阅文献，继续完善并确定实验方案。
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