巰基功能化3DOM TiO-,2--SiO-,2-吸附劑制備及性能研究.pdf

1、重金屬污染在環(huán)境中不能被生物降解，且以不同的價態(tài)在水、底質(zhì)和生物之間遷移轉(zhuǎn)化并可通過生物發(fā)生富集，對人類和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重危害。重金屬污染已經(jīng)成為當今世界上最嚴重的環(huán)境問題之一。廢水處理中重金屬的研究已成為當今非常重要的環(huán)境課題。 三維有序大孔(3DOM)材料是近年來發(fā)展起來十分新穎的研究課題。由于其孔結(jié)構、孔壁材料組成乃至孔內(nèi)化學環(huán)境可在很大范圍內(nèi)調(diào)變，在物理、化學等領域內(nèi)有著十分誘人的廣泛應用前景。這種新型的3DOM材料具有

2、較大的孔徑且孔徑分布窄，孔道排列整齊有序，有助于物質(zhì)在其中的傳遞運輸，有望成為一種性能優(yōu)良的新型吸附、分離材料。 本研究采用微乳法制備了單分散的聚苯乙烯(PS)膠晶，用自然沉淀法和離心法制備膠晶膜板，通過溶膠—凝膠法，以鈦酸丁酯(TBT)和3-巰基-丙基-三甲氧基硅烷(MPTMS)作為前驅(qū)物，共聚縮合制備了巰基功能化的3DOM材料。用SEM、FTIR、EDS測試表征所制得材料的結(jié)構、組成特性，表明制得了孔道排列有序、巰基含量較高

3、的3DOMTiO2-SiO2雜化吸附材料。該材料用于對汞離子吸附測試，采用國家標準《過硫酸鉀消解法—雙硫腙分光光度法(GB7469-87)》測定。結(jié)果如下： 1、吸附動力學，觀測溫度和初始濃度對吸附的影響。測定303K時，一定量吸附劑吸附不同初始濃度的汞離子溶液，觀測溶液中汞離子濃度隨吸附時間的變化曲線；在293K、303K、323K下測定初始汞離子濃度為200mg/L的溶液中汞離子濃度隨時間變化的吸附動力學曲線。根據(jù)吸附動力學

4、曲線求出吸附活化能為30.1kJ/mol，擴散系數(shù)為10-12-10-13m2S-1，得出汞離子在3DOMTiO2-SiO2雜化材料上的吸附是由擴散控制的吸附。 2、室溫下吸附量的測定。室溫下，測定一定量的吸附劑在初始濃度為50mg/L、80mg/L、100mg/L、200mg/L、300mg/L、500mg/L的Hg2+溶液中的吸附容量。當初始濃度在100mg/L以內(nèi)時，吸附率可達到95％以上，對初始濃度為200mg/L和30

5、0mg/L汞離子的吸附也分別可達到84.5％和77％，測得最高吸附量為2.41mmol/g。 3、293K和303K下的等溫吸附。測定恒溫下的吸附，在實驗濃度范圍內(nèi)很好的符合Freundlich吸附方程。 4、吸附劑的再生。把吸附后的巰基功能化的3DOMTiO2-SiO2材料放入6.0M鹽酸中浸泡攪拌8小時，然后取出再用去離子水沖洗2～3次，干燥，再對其進行吸附性能測試，再生后的吸附劑的吸附能力為原來的67％。