低浓度聚丙烯酰胺含量的检测及溶液离子的影响

摘要

处理后选矿废水中残余的聚丙烯酰胺（PAM）影响回水水质及其回用,本文为建立一种低检出限的低浓度PAM快速检测方法,在190～300 nm波长范围内建立了4种类型及分子量不同PAM的紫外吸收光谱,研究了不同浓度K⁺和Ca²⁺对PAM浓度检测的影响,并通过原子力显微镜（AFM）分析了PAM分子构象的变化.结果表明,4种类型的PAM峰值吸光度均在波长194 nm处测得,PAM浓度与吸光度之间具有强线性关系（R²>0.98）,检出限均低于0.1 mg·L^-1,但PAM类型影响其浓度与吸光度的线性关系.随着K⁺和Ca²⁺浓度的增加,PAM溶液吸光度特征峰的强度逐渐降低并降速减缓,最大吸收波长不断红移,分别沉积在二氧化硅和金基底的APAM-3与CPAM-12的表面形貌粗糙度分别随K⁺和Ca²⁺浓度的增加而增大,说明PAM分子链在溶液中的构象逐渐变卷曲,使紫外光谱特征吸收峰的峰值降低,10、100 mmol·L^-1 K⁺与1、10 mmol·L^-1 Ca²⁺对PAM构象变化的影响程度基本相同.本研究实现聚丙烯酰胺的快速定量检测,对开展选矿水处理中聚丙烯酰胺的迁移规律研究具有重要意义.

关键词

紫外分光光度法 / 聚丙烯酰胺 / 浓度检测 / 溶液离子 / 原子力显微镜(AFM)

基金资助

煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室开放基金资助项目(GJNY-20-113-12); 北京科技大学青年教师国际交流成长计划资助项目(QNXM20220013); 国家自然科学基金资助项目(51604019)