论文部分内容阅读
活性炭和介孔氧化硅是常用的吸附剂，活性炭表面有丰富的官能团，介孔氧化硅具有较大的孔体积和孔径，高的比表面积以及有序的孔道结构，将两者的优点进行有机的结合，制备出介孔碳/氧化硅复合材料（C/MCM-41），其孔道表面具有像活性炭一样的丰富的官能基团，同时又具有较大的孔体积和孔径，从这种结构的特性表明，其有利于苯酚及其同系物的吸附。以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，以正硅酸乙酯为硅源，在碱性条件下水热合成MCM-41。再通过硬模板法原位碳化表面活性剂，合成介孔C/MCM-41复合材料。利用红外光谱、X-射线衍射、透射电子显微镜对几种样品进行表征，通过三种表征手段证明，所合成的介孔C/MCM-41复合材料有规则的介孔孔道结构。原位碳化的操作方法没有改变原母体的有序介孔结构，表面活性剂碳化形成的碳涂层均匀涂覆在介孔孔道的内表面。本文以苯酚作为模型污染物，研究C/MCM-41对苯酚的吸附行为，在此基础上，对其同系物的吸附进行扩展研究。吸附时间、温度、溶液的初始浓度、溶液的pH值、C/MCM-41复合材料合成温度以及吸附剂的种类对吸附均有明显影响，介孔C/MCM-41复合材料对苯酚的吸附经75min达到吸附平衡，低温有利于吸附的进行，溶液的pH=3时由于未电离的苯酚和C/MCM-41正电表面没有静电排斥，因此对苯酚的吸附量最大，介孔C/MCM-41复合材料对苯酚的吸附量比MCM-41高25%。此外C/MCM-41还对对苯二酚也有很好的吸附能力。吸附能力为1.31mmol/g。实验数据不仅符合Freundlich等温线，而且对Langmuir方程也有很好的符合度，两者相比，Freundlich的线性相对更高一些。使用伪一级反应动力学模型、伪二级反应动力学模型、粒子内扩散模型对实验数据进行动力学分析，表明伪二级反应动力学模型拟合的R2值最高，拟合效果最好。