磷酸修饰中空介孔硅球的制备及其对水中痕量锑（Ⅲ）的去除
发布时间：2021-10-25 07:30
本研究致力于磷酸修饰中空介孔硅球（PHMS）的制备及其对水中痕量锑（Ⅲ）的吸附去除试验研究。其研究路线为:采用软硬模板法,将葡萄糖隔氧水热法合成的大粒径单分散碳微球（CS）作为硬模板、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为软模板,合成中空介孔硅球（HMSs）。在此基础上,采用后嫁接法接枝磷酸基团,合成磷酸修饰中空介孔二氧化硅微球（PHMS）。将PHMS应用于痕量锑（Ⅲ）污染的水处理,探究其最佳吸附条件和吸附参数。本研究制备的磷酸修饰中空介孔硅球复合材料（PHMS）,作为一种新型吸附剂用于吸附水中痕量锑（Ⅲ）。分别使用SEM、TEM、BET、FTIR、粒度分布、综合热分析等表征方式,对碳球,中空硅球,磷酸修饰中空介孔二氧化硅微球及达到痕量锑吸附饱和中空介孔二氧化硅微球的物理化学性质进行了分析。探究了溶液p H、温度、吸附剂浓度和处理时间对痕量锑（Ⅲ）吸附的影响,结合吸附动力学模型,揭示了PHMS对痕量锑（Ⅲ）污染水体的吸附机理。通过以上试验研究,取得的主要结果有:合成的CS,采用葡萄糖前躯物较蔗糖和淀粉前躯物制备的炭微球粒径均匀性更佳,氨水的投加可加速水热反应过程炭微球的热液聚合,隔氧水热...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国不同地区的锑矿及土壤中锑含量分布
图 1.3 模板法的代表性材料空介孔二氧化硅外壳可以通过逐层组装（LBL）或溶胶-凝胶工艺制备。前材料制备可控分层结构的通用方法[53]。该技术可以通过使用除平面外的模结构，以此扩展到三维结构。此外，它还可用于制备尺寸和形状可在可控具有模板设计特征的中空纳米胶囊[54]。在溶胶-凝胶过程中，利用硅烷前应在模板周围形成微小的二氧化硅颗粒，然后通过不同带电材料之间的静硅颗粒聚集沉积。中空二氧化硅的微观结构、结构完整性和表面性质与硅大关系。由于结构差异和立体阻碍效应，具有长链有机基团的硅源对水的硅源水解和聚合速率慢有利于形成致密且光滑的二氧化硅层。两种最常见是四乙氧基硅烷（TEOS）和四甲氧基硅烷（TMOS），此外，金属醇盐SiO3）也由于其经济优势被广泛应用[53,54]。由于获得的中空二氧化硅结构性质其在许多领域的应用。部分功能性硅烷前体可产生带有反应性基团的二乙烯基，氨基丙基和非羟基硫醇，这些官能团将促进中空二氧化硅的后期
可以在聚合过程中调节，硅壳形成后，通过煅烧或溶解去除硬模板，以此制备出粒径分布均一的微球[57]。特别地，聚苯乙烯（PS）及其衍生物有较高的经济性和刚性，Tan 等人[58]以 PS 为模板，合成了粒径分布为 350 450 nm 的中空硅球，PS 内核是通过乳液聚合制备，通过热分解分离。聚乙烯吡咯烷酮（PVP）稳定的 PS 的表面有利于硅的沉积因为只有带正电荷的 PS 球可以令其表面上的二氧化硅粒子达到更好的吸附效果[59]。Zo等人[60]使用 PVP 结合 PS 来模拟 SiO2壳在碱性醇水溶液介质中的生长（图 1.4）。中空硅微的平均尺寸随 PVP 浓度的增加而减小，正硅酸乙酯（TEOs）的投加量可以控制中空硅球壳厚度。该研究还发现，PS 核可以在相同的介质中高温溶解，同时形成均匀的空心二氧化硅微球。Deng 等人[61]的研究有，当在高氨浓度下进行涂覆过程时，PS 内核在相同的介质中同时溶解，不需要额外的溶解或煅烧过程。这些不涉及繁琐步骤的一步式制备方法有助于简易地制备中空材料。
本文编号：3456934
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国不同地区的锑矿及土壤中锑含量分布
图 1.3 模板法的代表性材料空介孔二氧化硅外壳可以通过逐层组装（LBL）或溶胶-凝胶工艺制备。前材料制备可控分层结构的通用方法[53]。该技术可以通过使用除平面外的模结构，以此扩展到三维结构。此外，它还可用于制备尺寸和形状可在可控具有模板设计特征的中空纳米胶囊[54]。在溶胶-凝胶过程中，利用硅烷前应在模板周围形成微小的二氧化硅颗粒，然后通过不同带电材料之间的静硅颗粒聚集沉积。中空二氧化硅的微观结构、结构完整性和表面性质与硅大关系。由于结构差异和立体阻碍效应，具有长链有机基团的硅源对水的硅源水解和聚合速率慢有利于形成致密且光滑的二氧化硅层。两种最常见是四乙氧基硅烷（TEOS）和四甲氧基硅烷（TMOS），此外，金属醇盐SiO3）也由于其经济优势被广泛应用[53,54]。由于获得的中空二氧化硅结构性质其在许多领域的应用。部分功能性硅烷前体可产生带有反应性基团的二乙烯基，氨基丙基和非羟基硫醇，这些官能团将促进中空二氧化硅的后期
可以在聚合过程中调节，硅壳形成后，通过煅烧或溶解去除硬模板，以此制备出粒径分布均一的微球[57]。特别地，聚苯乙烯（PS）及其衍生物有较高的经济性和刚性，Tan 等人[58]以 PS 为模板，合成了粒径分布为 350 450 nm 的中空硅球，PS 内核是通过乳液聚合制备，通过热分解分离。聚乙烯吡咯烷酮（PVP）稳定的 PS 的表面有利于硅的沉积因为只有带正电荷的 PS 球可以令其表面上的二氧化硅粒子达到更好的吸附效果[59]。Zo等人[60]使用 PVP 结合 PS 来模拟 SiO2壳在碱性醇水溶液介质中的生长（图 1.4）。中空硅微的平均尺寸随 PVP 浓度的增加而减小，正硅酸乙酯（TEOs）的投加量可以控制中空硅球壳厚度。该研究还发现，PS 核可以在相同的介质中高温溶解，同时形成均匀的空心二氧化硅微球。Deng 等人[61]的研究有，当在高氨浓度下进行涂覆过程时，PS 内核在相同的介质中同时溶解，不需要额外的溶解或煅烧过程。这些不涉及繁琐步骤的一步式制备方法有助于简易地制备中空材料。
本文编号：3456934
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