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水凝胶是一种具有交联结构的高分子网络体系,网络结构中有不同比率的疏水基团和亲水基团,水分子与亲水基团相结合使水分子连接在网状内部,而疏水基团遇水膨胀,形成具有一定形状的凝胶。水凝胶作为一种高吸水高保水材料,被广泛用于工业、医疗、卫生、农业等领域。需要注意的是,不同的需求选择的原料不同,不同的高分子原料也应用在不同的领域。重金属污染是环境污染的重要组成部分,大量存在于冶金、皮革制造、印染等行业的工业废水中,排放量大,处理周期长,对环境造成严重影响。壳聚糖及其衍生物具有资源丰富、环境友好、吸附高效等特点,在水处理中应用广泛。壳聚糖水凝胶作为一类新型的高分子吸附材料迅速成为分离领域的热点。因为它具有凝胶和各种功能基团的双重优势,易于引入能够与重金属离子螯合或静电吸附的功能基团,且比表面积大,对重金属离子具有较快的吸附速率。根据上述考虑,本研究以壳聚糖为原料,选择富含-SO32-基团的对苯乙烯磺酸钠(SSS)、富含-OH基团的甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和富含-COOH基团的丙烯酸(AA)为共聚单体,过二硫酸钾(KPS)为引发剂,戊二醛为交联剂,通过共聚反应和缩醛反应在水溶液中一步法生成了壳聚糖/P(SSS-HEMA-AA)水凝胶。聚合物网络结构中含有大量的-SO32-、-NH2、-OH、-COOH等基团,可通过螯合、静电吸附、形成离子对等方式吸附金属离子,对铜离子具有较高的吸附去除效率。利用红外光谱(FT-IR)和电子扫描显微镜(SEM),分别考察了水凝胶的分子结构和内部形貌。利用热重分析仪(TGA)和电子天平(EWS)考察了SSS用量对Cu2+的吸附能力和戊二醛用量对吸水膨胀率的影响。结果表明:所制备的壳聚糖∕P(SSS-HEMA-AA)水凝胶拥有三维交联网络结构,它对Cu2+的吸附能力随SSS用量的增加而增强,吸水膨胀率随戊二醛用量增加而减小。