乙二胺硅膠材料的制備及其吸附性能研究.pdf

1、工業(yè)廢水中常含有大量重金屬離子,對環(huán)境和生物體危害嚴(yán)重。含胺基固相螯合材料可用于處理低濃度重金屬廢水,可有效回收貴重金屬,在環(huán)境保護(hù)等方面具有意義。本研究主要內(nèi)容是制備廉價(jià)、對重金屬離子回收具有應(yīng)用前景的乙二胺硅膠功能吸附材料,考察CPFCS-SiO2和EDA/SiO2的合成條件,研究硅膠表面的取代反應(yīng),探討材料對重金屬離子的吸附過程。
　　 利用γ-氯丙基三氯硅烷(CPTCS)對硅膠表面改性,制備了氯丙基三氯硅烷化硅膠CPTC

2、S-SiO2。通過正交試驗(yàn)研究了水合量與CPTCS用量的交互作用、時(shí)間、溶劑用量對烷基化反應(yīng)的影響,在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了烷基化反應(yīng)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,水合量與CPTCS用量的交互作用對烷基化反應(yīng)的影響顯著,在烷基化反應(yīng)中水與CPTCS的較佳配比為1:11.78(質(zhì)量比)；隨著CPTCS-SiO2的有機(jī)含量增加,甲醇對CPTCS-SiO2的潤濕性越好；以水合方式加水制備的CPTCS-SiO2耐堿穩(wěn)定性最好。
　　

3、 以γ-氯丙基三氯硅烷為架橋劑,乙二胺為硅膠表面修飾劑,合成了乙二胺接枝硅膠材料(EDA/SiO2)。考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和乙二胺含量等因素對取代反應(yīng)的影響,得到優(yōu)化的反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度333K,反應(yīng)時(shí)間16h,乙二胺與CPTCS-SiO2表面氯含量的摩爾比大于9。測定了乙二胺取代反應(yīng)的動力學(xué)數(shù)據(jù),采用微分法和最小方差線性回歸法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),獲得了表觀動力學(xué)模型的反應(yīng)級數(shù)為4.37,活化能為55.44 KJ·mol-1,頻率因子為5

4、.06x107h-1。
　　 研究了乙二胺硅膠功能材料(EDA/SiO2)對Cu2+,Pb2+,Zn2+的吸附性能。結(jié)果表明,pH值對EDA/SiO2的吸附量影響顯著,Cu2+,Pb2+,Zn2+吸附的最佳pH值分別為3.5-4.5,3.5-4.0,3.0-6.0；測定的Cu2+,Pb2+,Zn2+吸附平衡數(shù)據(jù)符合Langmuir模型,計(jì)算此吸附過程的吸附焓、自由能和吸附熵顯示吸附為吸熱過程,升溫有利于吸附的進(jìn)行,并對此吸附行為