MCM-41介孔材料的制備、有機(jī)功能化改性及吸附性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程的步伐加快，大量重金屬離子隨工業(yè)廢水排放到自然環(huán)境中，對(duì)人體健康造成了極大的危害。介孔材料由于具有較高的比表面積，孔徑和孔容以及較窄的孔徑分布等優(yōu)點(diǎn)，而成為理想的吸附材料。
　　 本文以研究功能化的MCM-41吸附劑對(duì)Cu2+、Zn2+、pb2+、Cr3+四種重金屬離子的吸附性能為目的，采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板劑，正硅酸乙酯(TEOS)為硅源，在堿性條件下，通過(guò)溶膠-凝膠法制備了MCM-41介

2、孔材料。隨后，分別以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和3-巰丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)兩種偶聯(lián)劑作為表面功能化試劑，采用共縮聚和后嫁接兩種改性方式，分別制備了氨基和巰基修飾的MCM-41有機(jī)功能化吸附劑。在表征其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基礎(chǔ)上，研究吸附劑對(duì)四種重金屬離子的吸附性能。
　　 采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、氮?dú)馕?脫附以及傅立葉紅外光譜(FTIR)等現(xiàn)代化測(cè)試手段，對(duì)MCM-41及其有機(jī)功能化介孔

3、吸附材料進(jìn)行表征分析。通過(guò)IR測(cè)試發(fā)現(xiàn)，采用共縮聚和后嫁接法均能夠使氨基和巰基成功地負(fù)載到MCM-41材料表面;而XRD和掃描電鏡分析表明，經(jīng)過(guò)改性后的功能吸附劑仍然保留了純MCM-41介孔材料的骨架結(jié)構(gòu)特征，但受材料表面負(fù)載的有機(jī)功能基團(tuán)的影響，其有序度出現(xiàn)不同程度的下降。
　　 以MCM-41及有機(jī)功能化介孔材料為吸附劑，在室溫(25℃)條件下，研究其對(duì)Cu2+、Zn2+、pb2+、Cr3+四種重金屬離子的吸附性能，得出功能

4、吸附劑對(duì)四種重金屬離子的吸附平衡時(shí)間均為180min。并且采用后嫁接法改性的有機(jī)功能吸附劑的吸附性能始終優(yōu)于共縮聚法。其中，采用后嫁接法負(fù)載氨基的有機(jī)功能吸附劑對(duì)Cu2+、pb2+、Cr3+吸附性能最好，吸附容量分別達(dá)到218.56μmol·g-1、234.12μmol·g-1、179.07μmol·g-1，相對(duì)于改性前的MCM-41，吸附性能分別提升了184％、123％、74％;而通過(guò)后嫁接法負(fù)載巰基的有機(jī)功能吸附劑對(duì)Zn2+的吸附性