硅基介孔材料的制备及其对废水中重金属离子的吸附性能研究

发布时间：2017-12-18 21:06

  本文关键词：硅基介孔材料的制备及其对废水中重金属离子的吸附性能研究

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【摘要】：现阶段,水体重金属污染很严重,因此,寻求一种对环境友好、操作简便、费用低廉的处理方法刻不容缓,水处理技术一直受到国内外学者的广泛关注,是该领域最引人注目的研究热点之一。介孔硅基材料SBA-15,因具有较大的比表面积、良好的水热稳定性、内表面可修饰等优点,成为一种理想的吸附剂。本论文以P123为模板剂合成SBA-15,再对其进行有机改性。应用XRD、FT-IR、TG-DTA。N2吸附/脱附、XPS等表征手段表征产品,再通过一系列吸附实验,探究最佳吸附条件。最后,结合重金属离子具有抗菌性的特点,展开抑菌实验,探究负载重金属离子后的SBA-15的抑菌活性。本论文的主要结构总结如下：1.利用2-甲酰基-8-羟基喹啉(FHQL)功能化SBA-15,得到Q-SBA-15。通过Q-SBA-15对废水中Cu(Ⅱ)的吸附实验得出结论：在室温、Cu(Ⅱ)初始浓度为1 mol/L、溶液pH=5.0时,加入50 mg吸附剂Q-SBA-15,震荡180min(150r/min)为吸附实验的最佳条件,此时,平衡吸附容量(Qe)达26.7 mg g1,R为94.27 %,在竞争实验中,各个离子的去除顺序为：Cu(Ⅱ) Pb(Ⅱ) Cd(Ⅱ) Ni(Ⅱ) Co(Ⅱ) Zn(Ⅱ),由此可见,SBA-15对于Cu(Ⅱ)表现出了很好的吸附能力和吸附选择性,对比改性前的SBA-15而言,Q-SBA-15对重金属离子的去除率和选择性都大幅度改善。在抑菌实验中,Cu-Q-SBA-15的抗菌性优于Q-SBA-15。2.对SBA-15进行4,4'-二羧基-2,2'-联吡啶改性,得到Bda-SBA-15。实验表明,在室温、溶液pH5.0、Cu(Ⅱ)初始浓度100～350 mg/L时,50 mg吸附剂,震荡60 min时吸附效果最好Qe量为80.9 mg g~(-1),R为97.24%。竞争实验中,Bda-SBA-15对Cu(Ⅱ)表现出良好的吸附选择性。抑菌实验中,Cu-Bda-SBA-15的抗菌性优于Bda-SBA-15。3.用2,3-二巯基丁二酸功能化SBA-15,得到D-SBA-15。应用D-SBA-15吸附废水中的Hg(Ⅱ),得到结论：室温、pH2.0～5.0、Hg(Ⅱ)初始浓度为100 mg/L条件下,向溶液中加入40 mg吸附剂,震荡60min(150r/min)时,平衡吸附容量达56.23 mg g~(-1),金属离子去除率达97.53%。竞争实验中,D-SBA-15对于其他重金属离子只存在物理吸附,而对于Hg(Ⅱ)确表现出了较高的吸附性能,具有优良的选择性。
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O647.33

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本文编号：1305603