【摘 要】
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介孔材料具有可调节的孔径,比较大的比表面积和孔容,一直是国内外研究的热点。近年来介孔材料单一功能化改性之后在吸附重金属方面国内外研究比较多,但是对复合功能化的功能
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介孔材料具有可调节的孔径,比较大的比表面积和孔容,一直是国内外研究的热点。近年来介孔材料单一功能化改性之后在吸附重金属方面国内外研究比较多,但是对复合功能化的功能化介孔材料对重金属离子的吸附性研究比较少。本文合成了复合功能化的介孔材料并研究了其对重金属离子的吸附性能。首先研究了两种硅烷偶联剂(APTES, MPTMS)的水解条件,之后考虑了不同的静置时间和反应温度对介孔材料中的-SH功能化基团含量的影响并得出最佳反应条件。研究表明静置3h介孔材料中的-SH达到饱和；自然过滤后,在120℃烘4h得到的功能化介孔材料中的-SH含量最大。按照上述实验最佳实验条件合成了3种不同的复合功能化的介孔材料,分别是MCM-41-NH-SH, MCM-41-SH-NH和MCM-41-SH(-NH)。并研究了这3种功能化介孔材料对0.5mmol/L的单金属离子[Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Cr(Ⅲ), Pb(Ⅱ)]及0.5mmol/L的混合重金属离子[Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), Cr(Ⅲ), Pb(Ⅱ)]溶液的吸附性能,同时研究了功能化介孔材料对两种不同pH(pH=4或5)的重金属离子溶液中重金属离子的吸附性。选取3种功能化介孔材料对pH=4时的混合重金属离子溶液中Cr(Ⅲ)的吸附数据来研究功能化介孔材料对混合溶液中重金属离子的吸附动力学模型。实验数据表明3种材料对单一重金属离子和pH=5时的混合重金属离子溶液的重金属离子吸附较小。当pH=4,3种材料对混合重离子溶液中Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)吸附较好,吸附量最大分别为46.85mg/g和56.92mg/g。研究还得出功能化介孔材料对混合溶液中重金属离子的吸附符合二级吸附动力学模型,文章最后对功能化改性介孔材料在重金属离子处理方面的前景做了展望。
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