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聚丙烯酰胺-稀土聚合物的应用

1.聚丙烯酰胺-稀土聚合物的应用
 稀土元素因其电子结构的特殊性而具有光、电、磁等特性被誉为新材料的宝库,合成有机高分子是划时代的材料。具有原料丰富、加工易成型、成本低等优点。巧妙的结合两者的特性有望开拓出一系列新材料。

1.1表面催化功能高分子膜  
聚丙烯酰胺(PAM)作为一种能与金属离子配位的聚合物,可在PAM 膜的分子链节的氮上与铜、钴、镍等过渡金属离子形成配位聚合物[2]。形成具有催化活性配位聚合物[3]。利用稀土金属离子独特外层构型而表现出的特殊理化性质, 将稀土金属离子引入高分子PAM 基质中, 使其在保持原有性能的基础上又能体现稀土金属的某些性质. 聚丙烯酰胺- 稀土金属离子配位聚合物不仅可作为表面催化功能高分子膜, 而且为开辟PAM 材料应用新途径和寻找新功能材料提供科学依据。
稀土金属离子镨可与PAM 形成配位聚合物,将PAM 膜浸泡于15% PrCl3 溶液, 与P r (Ë ) 产生交换反应, 48 h 后取出, 用蒸馏水反复洗涤和浸泡至水中不含Cl- . 用无水乙醇脱水, 60 ℃真空干燥, 得到浅黄绿色的PAM - P r (Ë ) 膜. PAM - P r (Ë ) 配位聚合物的热稳定性比PAM 膜有所提高, PAM 膜是水溶性的, 在空气中极易吸潮, 但其膜在15 % P rCl3 溶液中浸渍48 h 后, 就不再溶于水了, 即使在室温水中浸泡24 h 后也未发现失重. 这说明由于PAM 与P r (Ë ) 离子发生配位作用, 引起PAM 分子链段交联, 使其结构发生改变而成为非水溶性. P r (Ë ) 与PAM 单体单元的配位比为1∶2

1.2稀土高分子荧光材料  
稀土离子本身发光效率较低,但与高吸光系数的有机配体构成有机配合物,有机配体吸收光能后可将能量传递给稀土离子而发射特征荧光,并成为一类重要发光物质。相对荧光小分子而言 ,荧光高分子作为一种新型功能材料有其非常优越的特点 : 生色团以化学键结合在高分子中不容 易脱落 ; 生色团分布均匀 ,含量稳定 ,发光性能和光 导性能良好。通常情况下,聚合物中的荧光基团大多是含有 芳香环或杂环并带有共轭双键的刚性的和平面的结构。另外 ,稀土元素由于优异的光性能 ,将其接入聚合物中也能够使高分子材料具有荧光性能。高分子荧光材料的制备方法主要有两种一是先合成荧光单体 ,然后进行均聚或共聚反应得荧光 高分子材料 。其弊端是荧光单体结构复杂 ,提纯困难,难以获得性能好且具有高分子量的聚合物;二是通过官能团的反应 , 用荧光物质对聚合物进行化学改性而制得。其缺点是很难使聚合物每个反应基团都进行化学反应,其改性的转化率各不相同。 丙烯酰胺类单体是水溶性的 ,而由荧光基团合成的单体是亲油性的.两种性质不同的单体需在混合溶剂或酸中进行催化共聚,因此, 常伴有链转移反应而得不到较高分子量的荧光聚合物,而且产物的水溶性和荧光强度也较低。M cCorick 用特殊的聚合法 —— m — 胶束共 聚(micellar copoly - m erization ) 进行聚合 , 选用稀土元素作为荧光高分子材料的激活离子制成稀土荧光高分子材料

1.3稀土/壳聚糖复合膜的脱色

实验结果表明:引入PAM作为助凝剂的脱色效果优于单纯使用羧甲基壳聚糖,首次报道了壳聚糖。稀土复合膜在处理染料废水中的应用。对稀土,壳聚糖复合膜的脱色机理有以下几种可能,(1)壳聚糖与稀土协同进行絮凝作用(2)稀土离子在复合膜表面发生水解配聚,起助凝作用。(3)稀土与染料分子中-OSO3",-S ,-OH等形成配位键或离子键。通过静电作用吸附染料


结束语
综上所述,聚丙烯酰胺-稀土聚合物,利用稀土金属离子其独特外层构型而表现出的特殊理化性质, 将稀土金属离子引入高分子PAM 基质中, 使其在保持原有性能的基础上又能体现稀土金属的某些性质.为开辟PAM 材料应用新途径和寻找新功能材料提供科学依据。另外聚丙烯酰胺在石油开采中的应用大大节约了高含水处理资金,此外,聚丙烯酰胺在废水处理、土壤改良等领域上的应用对环境做出了巨大的贡献,因此对聚丙烯酰胺的研究意义重大。相关工作者应引以重视并积极投入该方面的研究中。

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