基于巯基—烯基点击化学反应制备硅胶吸附剂及其吸附性能研究

发布时间：2017-09-22 06:04

  本文关键词：基于巯基—烯基点击化学反应制备硅胶吸附剂及其吸附性能研究

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【摘要】：酚类污染物的任意排放导致它在水体环境中大量存在,因此从水体中处理酚类污染物迫在眉睫。本论文基于巯基-烯基点击化学反应,即通过含有烯基基团的阴阳离子共聚或者含有烯基基团的有机物与巯基基团发生反应,成功合成4种新型硅胶吸附剂,用于水溶液中酚类污染物的吸附去除。通过离子液体[C_(18)VIm]SS的阴阳离子共聚在巯丙基硅胶表面制得第一类吸附剂,记作Sil-P(ImC_(18)-SS)。第二类吸附剂有3种,是通过点击化学将有机物键合在烷基化硅胶表面。十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPS)按照一定比例共同修饰硅胶,再分别与1-乙烯基咪唑和苯乙烯发生点击化学反应,制得Sil-(HDTMS-MPS)-VIm和Sil-(HDTMS-MPS)-SM这2种吸附剂。1-乙烯基咪唑、苯乙烯同时和巯丙基硅胶发生点击化学反应,制得Sil-MPS-(VIm-SM)。通过红外分析、扫描电镜、元素分析、热重以及BET分析对4种硅胶吸附剂进行结构表征。分别以1-萘酚和2-萘酚为吸附质,评价了Sil-P(ImC_(18)-SS)的吸附性能;以双酚A为吸附质,比较了Sil-(HDTMS-MPS)-VIm、Sil-(HDTMS-MPS)-SM和Sil-MPS-(VIm-SM)的吸附性能,考察了硅烷偶联剂与有机物之间的不同组合对吸附性能的影响。同时也考察了Sil-MPS-(VIm-SM)对2,4-二硝基酚的吸附。本文以1-萘酚、2-萘酚、双酚A、2-硝基酚、3-硝基酚、4-硝基酚、2,4-二硝基酚、3-氨基酚等酚类化合物为吸附质,考察4种吸附剂的选择性吸附能力,进一步考察了溶液的pH、离子强度、初始浓度、时间以及温度等条件对吸附性能的影响。实验结果表明:吸附剂Sil-P(ImC_(18)-SS)选择性吸附1-萘酚和2-萘酚,在盐影响实验中,盐浓度的改变对1-萘酚和2-萘酚的吸附没有影响,甚至在0.2mol/L时吸附量也没有变化;在Sil-(HDTMS-MPS)-VIm、Sil-(HDTMS-MPS)-SM和Sil-MPS-(VIm-SM)3种吸附剂中,Sil-(HDTMS-MPS)-VIm对双酚A吸附能力最强,说明同时含有长烷基链、咪唑基团的吸附剂对双酚A的吸附能力最强;Sil-MPS-(VIm-SM)对2,4-二硝基酚也表现出良好的吸附性能。吸附动力学和等温吸附实验结果表明,吸附均符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型。吸附热力学表明,吸附是一个自发的放热过程。Sil-(HDTMS-MPS)-VIm和Sil-MPS-(VIm-SM)两种吸附剂成功用于双酚A模拟废水的处理。综上所述,吸附剂Sil-P(ImC_(18)-SS)对1-萘酚和2-萘酚具有良好的吸附性能,Sil-(HDTMS-MPS)-VIm对双酚A具有良好的吸附性能,能够选择性去除高盐水环境中的萘酚和双酚A。
【关键词】：酚类污染物 点击化学 吸附
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O647.33
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 酚类污染物11
• 1.2 离子液体的发展11-13
• 1.2.1 离子液体11-12
• 1.2.2 固定化离子液体12-13
• 1.3 传统固定化离子液体的合成方法13-14
• 1.4 研究设想、研究内容及意义14-17
• 1.4.1 研究设想14-16
• 1.4.2 研究内容16
• 1.4.3 研究意义16-17
• 第二章 硅胶吸附剂的制备与表征17-37
• 2.1 引言17
• 2.2 实验部分17-24
• 2.2.1 实验试剂17-18
• 2.2.2 实验试剂的预处理方法18-19
• 2.2.3 实验设备19
• 2.2.4 硅胶吸附剂的合成19-24
• 2.2.5 新型吸附剂的结构表征24
• 2.3 结果与讨论24-35
• 2.3.1 红外光谱分析24-27
• 2.3.2 扫描电镜分析27-28
• 2.3.3 元素分析28-30
• 2.3.4 热重图谱分析30-32
• 2.3.5 BET分析32-35
• 2.4 结论35-37
• 第三章 Sil-P(ImC_(18)-SS)对 1-萘酚和 2-萘酚的吸附性能研究37-51
• 3.1 引言37
• 3.2 实验部分37-40
• 3.2.1 实验试剂37-38
• 3.2.2 实验仪器38
• 3.2.3 酚类的测定方法38-39
• 3.2.4 静态吸附试验39-40
• 3.3 结果与讨论40-50
• 3.3.1 选择性吸附实验40-41
• 3.3.2 时间对吸附的影响及吸附动力学41-43
• 3.3.3 初始浓度对吸附的影响及吸附等温线43-46
• 3.3.4 温度对吸附的影响及吸附热力学46-47
• 3.3.5 投加量对吸附的影响47-48
• 3.3.6 盐的影响48
• 3.3.7 pH对吸附的影响48-50
• 3.4 小结50-51
• 第四章 Sil-(HDTMS-MPS)-VIm、Sil-(HDTMS-MPS)-SM和Sil-MPS-(VIm-SM)对双酚A的吸附性能研究51-65
• 4.1 引言51-52
• 4.2 实验部分52-54
• 4.2.1 实验试剂52
• 4.2.2 实验仪器52
• 4.2.3 酚类测定方法52-53
• 4.2.4 静态吸附试验53-54
• 4.3 结果与讨论54-60
• 4.3.1 选择性吸附实验54
• 4.3.2 不同浓度下时间对吸附的影响及吸附动力学54-56
• 4.3.3 不同温度下初始浓度对吸附的影响及吸附等温线、吸附热力学56-57
• 4.3.4 盐对吸附的影响57-58
• 4.3.5 pH对吸附的影响58-60
• 4.4 模拟实验60
• 4.5 本章小结60-65
• 第五章 Sil-MPS-(VIm-SM)对 2，4-二硝基酚吸附性能的研究65-77
• 5.1 引言65
• 5.2 实验部分65-67
• 5.2.1 实验试剂65-66
• 5.2.2 实验仪器66
• 5.2.3 酚类测定方法66
• 5.2.4 静态吸附实验66-67
• 5.3 结果与讨论67-74
• 5.3.1 选择性吸附实验67-68
• 5.3.2 不同浓度下时间对吸附的影响及吸附动力学68-70
• 5.3.3 不同温度下初始浓度对吸附的影响及吸附等温线、吸附热力学70-71
• 5.3.4 盐对吸附的影响71-72
• 5.3.5 pH的影响72-74
• 5.4 本章小结74-77
• 第六章 工作总结与展望77-81
• 6.1 工作总结77-78
• 6.2 展望78-81
• 参考文献81-88
• 致谢88-89
• 攻读学位期间发表的论文目录89-90

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