ZSM-5分子篩親疏水性調(diào)控及其吸附苯酚和催化性能研究.pdf

1、本課題采取苯酚作為模型污染物，以經(jīng)過硅烷改性后具有疏水性的ZSM-5分子篩為吸附劑，研究ZSM-5分子篩對苯酚的吸附性能，并且將表面改性后的分子篩進(jìn)行負(fù)載，以此為催化劑，建立催化劑-過氧化氫處理體系，用以處理模擬工業(yè)廢水。通過調(diào)控分子篩親疏水性能，研究負(fù)載ZSM-5分子篩在催化H2O2降解苯酚時(shí)的催化性能。
　　實(shí)驗(yàn)采用鹵代硅烷試劑與ZSM-5分子篩進(jìn)行接枝反應(yīng)制備了疏水性ZSM-5分子篩。研究接枝方法、硅烷試劑種類及反應(yīng)條件（包

2、括溫度、反應(yīng)時(shí)間、鹵代硅烷用量等）對產(chǎn)物組成（羥基接枝數(shù)量）和結(jié)構(gòu)的影響。并通過XRD、低溫N2吸附-脫附、FT-IR等表征手段分析了該分子篩的晶體結(jié)構(gòu)、孔容孔徑、比表面積。實(shí)驗(yàn)證明，硅烷化試劑采用三甲基氯硅烷，通過液相接枝的表面改性方法，可使有機(jī)基團(tuán)—Si(CH3)3接枝到ZSM-5分子篩孔道表面，顯著提高了ZSM-5分子篩表面的疏水性。用三甲基氯硅烷對ZSM-5分子篩進(jìn)行液相硅烷改性，1.5gZSM-5分子篩在改性溫度為50℃、改性

3、時(shí)間為5h、三甲基氯硅烷用量為30mL時(shí)，改性后分子篩的靜態(tài)水吸附率低至1.12％，實(shí)現(xiàn)了較好的疏水性。
　　通過苯酚吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過硅烷改性后具有不同疏水性的ZSM-5分子篩，對苯酚的吸附效率和吸附容量均高于未改性分子篩，并且隨著疏水性的提高，吸附容量提高，吸附效果更優(yōu)良?？梢妼SM-5分子篩進(jìn)行疏水化改性，對苯酚的吸附性能得到了優(yōu)化。疏水性材料用于污水中有機(jī)物的吸附有一定的應(yīng)用前景。
　　ZSM-5分子篩對苯酚的吸附

4、，Langmur吸附模型擬合相比Freundlich吸附模型具有更高的相關(guān)系數(shù)。Langmuir吸附模型能更好地表示了ZSM-5分子篩的吸附過程，說明ZSM-5分子篩對苯酚吸附是單分子層的，并且分子篩表面性質(zhì)均一，各處的吸附能大致相同。ZSM-5分子篩吸附苯酚符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程模型，且準(zhǔn)二級動力學(xué)擬合后得出的吸附容量qe與實(shí)際測得的qe（實(shí)測）非常接近。
　　經(jīng)過疏水化改性后負(fù)載MnO2的ZSM-5分子篩相比未改性負(fù)載的分子篩，