纳米SiO_2的氨基改性及对重金属离子的吸附

发布时间：2017-05-30 10:10

  本文关键词：纳米SiO_2的氨基改性及对重金属离子的吸附，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：纳米二氧化硅粒子由于其较大的比表面以及较好的机械稳定性，在处理重金属离子污染方面受到了越来越多的关注。本文成功合成了氨基聚合物聚苯乙烯-co-聚N-4-乙烯苯基-N,N-二乙胺(PS-co-PVEA)接枝改性纳米二氧化硅(PS-co-PVEA@SiO_2)复合微球和氨基改性多级孔结构介孔二氧化硅两种复合纳米粒子，分别探讨了两种纳米材料对铅离子(Pb~(2+))的吸附效果，主要内容如下： 1、氨基聚合物接枝改性纳米二氧化硅(PS-co-PVEA@SiO_2)的合成及吸附性能研究。 (1)纳米二氧化硅的合成。以正硅酸乙酯为硅源，氨水为催化剂，采用St ber法制备了粒径均一、分散性好的纳米二氧化硅。通过单因素分析法，讨论了正硅酸乙酯浓度、搅拌速度、氨水的量对SiO_2粒子粒径及形貌的影响。最后得到了最优化条件：搅拌速度900r/min、正硅酸乙酯为5.2mol/L、氨水的量8mL，样品采用TEM、IR、SEM、XRD和马尔文激光纳米粒度分析仪进行表征。 (2) PS-co-PVEA@SiO_2复合微球的合成及吸附性能研究。利用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)对合成的纳米SiO_2进行改性，得到MPS改性的纳米SiO_2(MPS-SiO_2)。以MPS-SiO_2作为种子，通过苯乙烯、N-4-乙烯苯基N,N-二乙基胺(VEA)单体，，在交联剂二乙烯基苯存在下的种子分散聚合，成功制备了平均粒径为180nm的PS-co-PVEA@SiO_2复合微球。通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和能量色散X射线仪(EDX)对合成的PS-co-PVEA@SiO_2复合微球进行了表征，结果表明复合微球的表面聚合物层存在PS和PVEA链段，且链段的摩尔比与投料比相当。透射电镜表征显示PS-co-PVEA@SiO_2复合微球表面的聚合物层厚度约为30nm。以合成的PS-co-PVEA@SiO_2复合微球为吸附剂，Pb~(2+)为典型的重金属粒子，考察了该吸附剂对Pb~(2+)的吸附性能，包括吸附动力学、吸附等温线以及循环使用性等。结果表明，PS-co-PVEA@SiO_2复合微球吸附剂对Pb~(2+)具有较好的吸附性和循环使用性。 2、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性多级孔结构介孔二氧化硅的合成及吸附性能研究。以十六烷基三甲基溴化铵为阳离子表面活性剂，采稀溶液法成功制备了多级孔结构介孔二氧化硅。利用3-氨丙基三乙氧基硅烷，在甲苯中对多级孔结构介孔二氧化硅进行改性，制备了氨基改性的多级孔结构介孔二氧化硅。通过EDX、FTIR对合成的样品进行表征并初步考察了该复合粒子对重金属铅离子的吸附效果。
【关键词】：纳米二氧化硅 表面改性 分散聚合 复合微球 吸附
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB383.1;O613.72
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 引言10-11
• 1.2 重金属去除方法11-21
• 1.2.1 沉淀法11-12
• 1.2.2 电化学法12
• 1.2.3 膜分离技术12-13
• 1.2.4 离子交换技术13
• 1.2.5 分子印记技术13-14
• 1.2.6 吸附法14-15
• 1.2.7 纳米材料15-21
• 1.3 本文研究意义、创新点及主要研究内容21-23
• 1.3.1 本文的研究意义21
• 1.3.2 本论文的创新点21-22
• 1.3.3 本文主要研究内容22-23
• 第二章 纳米二氧化硅的合成与表征23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 实验机理23
• 2.3 实验方法23-25
• 2.3.1 实验材料与仪器23-24
• 2.3.2 纳米二氧化硅的制备24-25
• 2.3.3 测试与表征25
• 2.4 结果与讨论25-30
• 2.4.1 纳米 SiO_2的光谱分析25-26
• 2.4.2 纳米 SiO_2的 XRD 分析26-27
• 2.4.3 氨水用量对合成的纳米 SiO_2的影响27-28
• 2.4.4 正硅酸乙酯浓度对合成的纳米 SiO_2的影响28
• 2.4.5 搅拌速度对纳米 SiO_2的影响28-29
• 2.4.6 纳米 SiO_2的形貌及粒径分析29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 氨基聚合物接枝改性纳米二氧化硅的合成及吸附性能研究31-47
• 3.1 引言31-32
• 3.2 实验方法32-35
• 3.2.1 实验仪器及相关材料32-33
• 3.2.2 VEA 单体的合成33
• 3.2.3 MPS 改性纳米二氧化硅的制备33
• 3.2.4 PS-co-PVEA@SiO_2复合微球的合成33-34
• 3.2.5 PS-co-PVEA 聚合物微球的合成34
• 3.2.6 PS-co-PVEA 聚合物微球的重金属吸附实验34
• 3.2.7 测试与表征34-35
• 3.3 结果与讨论35-46
• 3.3.1 VEA 单体的合成及表征35-36
• 3.3.2 PS-co-PVEA@SiO_2复合微球的合成及表征36-40
• 3.3.3 PS-co-PVEA@SiO_2复合微球对重金属离子的吸附40-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 APTES 改性多级孔结构介孔二氧化硅的制备及对重金属离子的吸附47-56
• 4.1 引言47
• 4.2 实验方法47-49
• 4.2.1 实验材料与仪器47-48
• 4.2.2 APTES 改性多级孔结构介孔二氧化硅的制备48-49
• 4.3 实验结果与讨论49-55
• 4.3.1 APTES 改性多级孔结构介孔二氧化硅表征49-51
• 4.3.2 APTES 改性多级孔结构介孔二氧化硅对铅离子吸附51-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 结论56-58
• 参考文献58-64
• 攻读硕士期间取得的成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄继国,张永祥;GT-铁氧体法处理含铬废水实验研究[J];长春科技大学学报;2000年01期

2 马洪芳,刘志宝;用铝盐絮凝剂处理含铬废水的研究[J];材料保护;2003年03期

3 杨明平,傅勇坚,李国斌;用生产钛白的副产物绿矾处理含铬废水[J];材料保护;2005年06期

4 彭荣华;罗娟;;用还原-絮凝沉淀法处理电镀废水的研究[J];材料保护;2008年04期

5 邓娟利;胡小玲;管萍;曾盛;赵亚梅;王广东;;膜分离技术及其在重金属废水处理中的应用[J];材料导报;2005年02期

6 曾祥峰;王祖伟;;乙酸-铁氧体共沉法处理城市污泥中的重金属[J];环境科学与技术;2009年01期

7 吴春蕾,章明秋,容敏智;纳米SiO_2表面接枝聚合改性及其聚丙烯基复合材料的力学性能[J];复合材料学报;2002年06期

8 林哲绚;罗红军;李慧;张源;罗文鸿;;几种重金属化合物对血管内皮细胞的毒性研究[J];广东医学;2012年05期

9 安富强;高保娇;李刚;;硅胶表面铜(Ⅱ)离子印迹聚乙烯亚胺的制备及结合特性研究[J];高分子学报;2007年04期

10 孙贵生;俎建华;刘新文;童龙;;纳米二氧化硅辐射接枝制备离子交换吸附材料及其吸附性能[J];高分子材料科学与工程;2008年12期

  本文关键词：纳米SiO_2的氨基改性及对重金属离子的吸附，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：406923