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(jià)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(duì)人類和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。重金屬污染已經(jīng)成為當(dāng)今世界上最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一。廢水處理中重金屬的研究已成為當(dāng)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(gòu)、孔壁材料組成乃至孔內(nèi)化學(xué)環(huán)境可在很大范圍內(nèi)調(diào)變，在物理、化學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)有著十分誘人的廣泛應(yīng)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(yùn)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(cè)試表征所制得材料的結(jié)構(gòu)、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(duì)汞離子吸附測(cè)試，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《過硫酸鉀消解法—雙硫腙分光光度法(GB7469-87)》測(cè)定。結(jié)果如下： 1、吸附動(dòng)力學(xué)，觀測(cè)溫度和初始濃度對(duì)吸附的影響。測(cè)定303K時(shí)，一定量吸附劑吸附不同初始濃度的汞離子溶液，觀測(cè)溶液中汞離子濃度隨吸附時(shí)間的變化曲線；在293K、303K、323K下測(cè)定初始汞離子濃度為200mg/L的溶液中汞離子濃度隨時(shí)間變化的吸附動(dòng)力學(xué)曲線。根據(jù)吸附動(dòng)力學(xué)

4、曲線求出吸附活化能為30.1kJ/mol，擴(kuò)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(kuò)散控制的吸附。 2、室溫下吸附量的測(cè)定。室溫下，測(cè)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(dāng)初始濃度在100mg/L以內(nèi)時(shí)，吸附率可達(dá)到95％以上，對(duì)初始濃度為200mg/L和30

5、0mg/L汞離子的吸附也分別可達(dá)到84.5％和77％，測(cè)得最高吸附量為2.41mmol/g。 3、293K和303K下的等溫吸附。測(cè)定恒溫下的吸附，在實(shí)驗(yàn)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(shí)，然后取出再用去離子水沖洗2～3次，干燥，再對(duì)其進(jìn)行吸附性能測(cè)試，再生后的吸附劑的吸附能力為原來的67％。