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SO42-/ZrO2 (SZ)是一种固体超强酸,是目前最具代表性的固体酸。砷是一种类金属剧毒物质,广泛存在与水体中。长期饮用含砷水可导致慢性砷中毒,在我国台湾、内蒙、新疆等地也出现过地方性砷中毒患者。世界卫生组织以及国际癌症研究机构都将砷列为人类的致癌剂,在USEPA列表中砷也被认为是1号毒素。近年来,由于人为因素引起的砷污染事件频繁出现。因此,对水体中砷的污染控制技术的研究刻不容缓。由于能源需求和消费的持续上升和日益严重的环境问题,新型清洁替代能源受到广泛关注。生物柴油具有可再生性、可降解性和对环境友好等特点,是石化柴油的优质替代品。我国已把生物质能源纳入国家重大科技计划。将SZ与上述环境问题联系起来,本研究工作包括三方面内容：(1)一步法纳米介孔SZ(NMSZ)的合成；(2)水体中五价砷的吸附研究；(3)催化大豆油制备生物柴油的研究。一、一步法合成纳米介孔SZ含有硫酸根基团的表面活性剂可与丙醇锆一步合成纳米介孔SZ,这种介孔结构是通过S-I+作用形成,即带正电的高聚锆离子与阴离子表面活性剂相互作用。(1)分别用十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基硫酸钠(CSS)合成了纳米介孔SZ；(2)随着煅烧温度的升高,ZrO2的晶相由无定形向四方相再向单斜相转化,硫酸根有延迟晶相转化的作用；(3)煅烧前NMSZ的SBET和平均孔径分别为336 m2/g和3.98 nm,550℃煅烧后,SBET和平均孔径分别为141 m2/g和10.83 nm；(4)NMSZ颗粒呈圆球型,平均晶粒为8.85 nm；(5)此一步法合成的NMSZ比传统两步法合成的SZ具有更强的超强酸性,但是总酸量和酸密度比传统SZ小；(6)磷酸可以稳定NMSZ的介孔结构,但会造成NMSZ的比表面积大幅降低。二、吸附As(V)(1)砷溶液初始pH在2-10之间时,初始pH对吸附影响很小,当初始pH大于10时,吸附效果急剧下降；(2)NMSZ对五价砷的吸附符合Lanmuir等温吸附模型,模拟所得相关系数R2为0.9874,最大吸附容量为63.2 mg/g；(3)吸附效率随着温度的升高而升高,NMSZ对五价砷吸附是吸热过程,属于物理吸附；(4)吸附动力学符合二级动力学模型,在不同温度下,R2均能达到0.999以上；(5)CO32-, PO43-, SiO42-, F会影响吸附,而Cl-,SO42-, NO3-不会影响吸附；(6)用1 M H2SO4处理吸附后的NMSZ 24 h,再500℃煅烧3 h,可以实现NMSZ的脱附和再生,再生率可达首次使用的90%；(7)NMSZ吸附As(V)为HS04-与H2AsO4-的离子交换吸附。三、催化制备生物柴油(1)一步法合成的NMSZ催化效果比传统SZ更好,在醇油摩尔比为10：1,120℃,催化剂量为4%,反应时间为10h的条件下,甲酯的收率可以达到92%；(2)大豆油制备的生物柴油中,最主要成分为亚油酸甲酯(41.16%)和油酸甲酯(37.63%),大豆油是制备生物柴油比较好的原料。