改性硅砂吸附金屬離子性能的研究.pdf

1、含有害重金屬離子的廢水處理是工業(yè)化進(jìn)程中必須要面對的重大難題之一。吸附法常用去除廢水中的有毒重金屬離子，但是吸附有害離子后的吸附劑的再生和二次污染又成為難題。由于廢水中的一些重金屬離子在某些領(lǐng)域仍具有使用價(jià)值，因此在處理廢水的同時(shí)還要考慮到重金屬離子的回收與利用。
　　本實(shí)驗(yàn)中采用正硅酸四乙酯（TEOS）為硅源，以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為模板劑采用模板法和溶膠-凝膠法相結(jié)合，在用于玻璃生產(chǎn)和水過濾的原始硅砂的表面包覆上多

2、孔二氧化硅包覆層，從而得到包覆改性硅砂。包覆改性后硅砂的比表面積較原始硅砂有較大幅度的提高。將五次包覆后的硅砂550 oC煅燒后用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）進(jìn)行表面氨基功能化，并通過 TEM，SEM， FT-IR，XRD，DTA和 N2等溫吸脫附等分析手段對氨基功能化后硅砂進(jìn)行表征和分析。同時(shí)研究了氨基功能化硅砂對Cu2+、Ni2+和Cu2+/Cr3+及實(shí)際電鍍銅廢水的吸附，并將吸附了金屬離子的氨基功能化硅砂代替普通硅砂，制備

3、顏色玻璃。
　　實(shí)驗(yàn)中研究了CTAB、H2O、TEOS用量、NaOH濃度、反應(yīng)溫度和時(shí)間對多孔二氧化硅樣品比表面積的影響。結(jié)果表明：1.08gCTAB、100mLH2O、4.5mLTEOS、0.3M的NaOH30mL、反應(yīng)溫度60oC、反應(yīng)時(shí)間3h時(shí)得到樣品的比表面積最大。在此條件下加入6g原始硅砂進(jìn)行包覆實(shí)驗(yàn)，五次包覆硅砂的比表面積為260.56m2/g，是原始硅砂的2895倍。氨基功能化后硅砂的孔徑由介孔變?yōu)槲⒖祝缺砻娣e值減

4、小為150.13m2/g，是原始硅砂的1668倍。
　　實(shí)驗(yàn)探究了有害重金屬離子溶液的pH值、吸附溫度、時(shí)間、吸附劑用量和初始離子濃度的變化對離子吸附效果的影響。氨基功能化硅砂對單一離子Cu2+、Ni2+的吸附均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Freundlich模型。
　　通過實(shí)驗(yàn)確定在最佳吸附條件下Cu2+的吸附效率為60％，單位吸附量為9.42mg/g；Ni2+的吸附效率為84.89%，單位吸附量為4.97mg/g；Cu2+/C

5、r3+的混合離子的吸附效率分別為67.67%和28.07%，單位吸附量分別為10.15和4.21mg/g。
　　實(shí)驗(yàn)利用吸附了Cu2+的氨基功能化硅砂制備顏色玻璃，并成功制備出湖藍(lán)色玻璃；用吸附了Ni2+的氨基功能化硅砂成功制備出了棕色玻璃；用吸附Cu2+/Cr3+混合離子的氨基功能化硅砂制備出墨綠色的顏色玻璃；吸附了Cr3+的包覆改性硅砂和氨基功能化后硅砂分別用于制備顏色玻璃并均能成功得到綠色玻璃，用由后者制備的綠色玻璃具有屏蔽