三嗪羧酸鋯介孔材料的合成及其對有機分子吸附行為的研究.pdf

1、隨著工農業(yè)的高速發(fā)展，水體污染越來越嚴重。羅丹明B(Rh B)是一種常見的水溶性染料，曾被當作食品添加劑，后確定其具有致癌性，轉用于工業(yè)染色行業(yè);2-仲丁基-4，6-二硝基苯酚(DNBP)是典型的硝基苯類化合物，被廣泛用于農業(yè)殺蟲劑和石油化工高溫阻聚劑，具有很強的生理毒性。這兩類化合物在生產和使用過程中產生了大量毒性較大和生物難降解的有機廢水，這些廢水的存在已經嚴重危害公共健康和社會發(fā)展。因此尋找行之有效的消除廢水中有機污染成分的方法成

2、為人們關注的焦點。目前，關于有機廢水中污染物除去方法的研究很多，其中吸附法具有適用普遍、無二次污染、重復利用率高等優(yōu)點。介孔材料由于其具有較大的比表面積，豐富的孔道結構以及容易修飾的孔壁等優(yōu)點，因此被廣泛用作載體、吸附、儲能等方面。
　　本文利用三聚氯氰、甲苯、四氯化鋯、SDS等原料合成了具有豐富細小孔道和較大比表面積的新型三嗪類羧酸鋯介孔材料，這對以后羧酸鋯類介孔材料的合成提供了參考。通過采取靜態(tài)吸附法研究了新型三嗪類羧酸鋯介孔

3、材料對水中溶解的RhB和DNBP的吸附行為，為羧酸鋯類介孔材料運用于除去廢水中有機污染物也提供了參考。論文主要分為以下三個部分:
　　(1)利用三聚氯氰、甲苯、氯化鋁等原料通過Friedel-Crafts烷基化合成2，4，6-三對甲苯基-1，3，5-三嗪(TPTA)中間體，隨后通過化學氧化方法合成2，4，6-三（4-羧苯基）-1，3，5-三嗪(H3TATB)配體。通過核磁氫譜(1H NMR)、質譜(MS)、傅里葉紅外波譜(FT-I

4、R)等分析檢測方法確認了分子結構。H3TATB有機配體和四氯化鋯以SDS為模板劑通過水熱反應合成了新型三嗪類羧酸鋯介孔材料(ZrTATB)，并通過掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、氮氣吸附脫附儀(BET)、傅里葉紅外光譜儀(FT-IRSpectrometer)等分析手段對該介孔材料的結構及形貌進行了表征，同時利用差熱熱重分析儀(TG)，Zeta電位儀等對材料的物理特性進行測定。
　　(2)考察了吸附劑用量、吸附過程溫度、吸附

5、接觸時間、RhB和DNBP初始濃度、溶液pH值等因素對介孔材料ZrTATB對RhB和DNBP吸附性能的影響，得出了最佳吸附條件。實驗結果表明，介孔材料ZrTATB具有pH敏感性，在等電點處吸附RhB最佳;較低的pH值吸附DNBP最佳，隨著pH值增大，溶液呈弱堿性后對DNBP沒有吸附能力。利用介孔材料ZrTATB具有的pH敏感性可以實現材料的吸附-脫附再生循環(huán)使用。結合Zeta電位測定和pH值對吸附過程的影響，推測介孔材料ZrTATB吸附

6、RhB和DNBP的作用力主要有分子間相互作用、靜電作用以及芳環(huán)之間的π-π作用。
　　(3)研究了新型三嗪類羧酸鋯介孔材料(ZrTATB)對RhB和DNBP吸附的熱力學和動力學特征。結果顯示介孔材料對RhB和DNBP的吸附行為利用Langmuir等溫吸附式和Freundlich吸附等溫式均可很好的擬合。Freundlich等溫式擬合數據表明介孔材料對RhB的吸附屬于優(yōu)惠吸附。介孔材料吸附RhB和DNBP的過程均適合使用二級動力學方