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稀土元素是由元素周期表中的15种镧系元素以及钇(Y)和钪(Sc)共17种元素组成的,它们的性质十分相似。稀土元素具有非常特殊的光电磁性能,是非常重要的战略性资源。镧元素是1839年由莫桑德尔发现的[1]。镧元素是地壳中第二丰富的稀土元素也是化学性质最活泼的稀土金属元素,镧元素的使用价值非常高,目前已经被广泛应用于石油化工、生物医药、农业、永磁材料和储氢材料等领域中[2]。在航空、汽车等行业也有不小的用途。随着稀土金属镧的用途在不断扩大,对产品的质量要求也不断提高。镧在未来的应用价值也是不可估量的[3-5]。我国的稀土矿产资源十分丰富,稀土储量能占到全球的三分之一以上,在我国的南方地区,存在一种特殊的稀土矿,离子吸附型稀土矿,这种稀土矿不仅储量丰富而且开采相对容易。但目前在稀土资源开发利用上还存在着资源浪费,环境污染等问题。能够高效回收利用稀土元素是当下关注的热点。吸附法是非常简洁高效的方法,被广泛应用于金属离子的回收与富集。因此本研究目的是研发能够高效回收利用稀土元素的新型材料。氧化石墨烯(GO)具有独特的物理化学性质,比如有较高的比表面积,表面含有丰富的含氧官能团,良好的水分散性等,这使得它具有很高的潜能去吸附污水中的金属离子。离子印迹技术是合成能够高度选择吸附目标离子材料的一种技术,本文利用表面离子印迹技术将离子印迹聚合物和氧化石墨烯相结合。制备了三种以氧化石墨烯为载体的表面离子印迹聚合物,并分别研究了它们对镧离子的吸附性能。具体内容如下:1.制备了一种以氧化石墨烯为载体,以聚乙烯亚胺(PEI)为功能单体,以环氧氯丙烷为交联剂的镧离子印迹聚合物La-ⅡP-PEI/GO和非离子印迹聚合物La-NIP-PEI/GO,对其做了一系列表征。并研究了氧化石墨烯和La-ⅡP-PEI/GO对镧离子的吸附情况,探究了 pH、温度等吸附条件对吸附剂吸附量的影响。并对实验结果做了吸附动力学和吸附热力学等分析。结果表明:La-ⅡP-PEI/GO对镧离子的吸附情况好于GO,两者吸附过程属于化学吸附,镧离子与吸附剂表面的活性位点结合形成了单分子层的吸附。两个吸附过程都是自发进行的吸热、熵增的过程。然后做了 GO和La-ⅡP-PEI/GO对镧离子的选择性实验和脱附再生实验,结果表明GO对镧离子几乎没有选择性,La-ⅡP-PEI/GO对镧离子具有一定的选择性。两种吸附剂都容易洗脱,再生性能好。2.制备了一种以氨基化的氧化石墨烯为载体,以丙烯酰胺(AM)为功能单体,以环氧氯丙烷为交联剂的镧离子印迹聚合物La-ⅡP-AM/GO和非离子印迹聚合物La-NIP-AM/GO。对其做了一系列表征。并研究了其对镧离子的吸附情况,探究吸附条件对吸附剂吸附量的影响。并对实验结果做了动力学和热力学的分析。结果表明:吸附过程属于化学吸附和多层吸附。是一个自发的,吸热,熵增过程。然后研究了 La-ⅡP-AM/GO对镧离子的选择性能和再生性能。结果表明,La-ⅡP-AM/GO对镧离子具有良好的选择性,也有很好的再生性能。3.制备了一种以磁性氧化石墨烯(Fe3O4-GO)为载体,以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体的镧离子印迹聚合物La-ⅡP-MAA/Fe3O4-GO和非离子印迹聚合物La-NIP-MAA/Fe3O4-GO。对其做了一系列表征。并研究了其对镧离子的吸附情况,探究最佳的吸附条件。并做了动力学和热力学的分析。可以得出吸附过程属于化学吸附和多层吸附。吸附过程的吉布斯自由能△G小于0,焓变△H大于0,熵变△S的值大于0。说明吸附过程是一个自发的,吸热,熵增过程。然后进行了选择性实验和重复性实验,实验结果表明La-ⅡP-MAA/Fe3O4-GO对镧离子具有不错的选择性,重复使用5次还能保持百分之90的性能。说明吸附剂的稳定性良好,再生性能强。