介孔硅修饰炭纤维材料的制备及吸附性能研究

发布时间：2017-11-19 19:08

  本文关键词：介孔硅修饰炭纤维材料的制备及吸附性能研究

  更多相关文章： 活性炭纤维 挥发性有机物 铀 吸附 介孔材料

【摘要】：挥发性有机物(Volatile organic compounds:VOCs)是指熔点低于室温而沸点在50~260℃之间的有机化合物,作为VOCs之一的低浓度甲苯普遍存在于室内及工业区附近,长期生活、工作在这种环境下会对人们的健康造成严重威胁。放射性核素铀作为一种稀有资源,如果处理不当肆意排放,不仅造成资源浪费,也会污染环境并对人类的健康造成危害。处理环境污染物的方式有很多种,其中将吸/脱附过程与催化过程相结合能够有效地去除室内低浓度的甲苯;采用吸附的方法可有效去除废水中一定浓度的铀酰离子。硅基材料修饰的活性炭纤维(ACF)能有效改善炭纤维表面的疏水性能,有望应用于室内低浓度甲苯的去除;利用氨基官能团可与铀酰离子发生螯合作用的特点,在多孔材料的孔道内引入氨基官能团,在很大程度上提高了其对铀酰离子的去除效率。目的:通过比较不同量硅包覆的ACF对甲苯的吸附性能,明确疏水性对吸附性能的影响,进一步筛选出吸附性能更好的吸附材料。利用氨基官能团可与铀酰离子发生螯合作用的特点,在多孔材料的孔道内引入氨基官能团,从而提高这类吸附材料对铀酰离子的吸附率。方法:利用ACF材料具有大比表面积的特点,通过四乙基硅缓慢水解对ACF进行硅包覆合成硅基修饰的ACF材料;通过浸渍将含有氨基的前驱体引入孔道内,进一步通过高温处理合成氨基改性的介孔材料。利用质谱具有多通道可在线检测的特性,对低浓度甲苯在改性ACF上的动态吸附行为进行分析;借助扫描电镜观察改性ACF的表面结构变化;通过氮气吸附脱附实验测定改性ACF的孔道结构信息;利用FTIR分析改性ACF表面官能团的变化。结果:1.通过硅胶包覆方法合成了改性ACF吸附材料,在扫描电镜下观察到随着包硅量的增加,ACF表面呈现不同厚度的硅层;低浓度甲苯在ACF及改性ACF上的吸附数据结果表明,硅层的厚度与吸附材料的疏水性能以及对甲苯的吸附性能密切相关。2.利用氨气与ACF表面含氧基团在高温反应,将氨基引入ACF表面,通过对铀酰离子的吸附性能研究,发现在ACF的表面引入氨基可以增强其对铀酰离子的吸附性能。3.通过浸渍TEPA将氨基引入SBA-15材料中,研究其对铀酰离子的吸附性能,发现含氨基的介孔SBA-15对铀酰离子具有较强的吸附能力,在低浓度条件下,对铀酰离子的吸附率可高达98%。结论:1.改性ACF对低浓度甲苯进行吸附时,适量的包硅不仅可以提高ACF的疏水性能,增强其在有水环境下对甲苯的吸附能力,还由于其耐热稳定性的改善,增强了其可再生性能。2.对ACF进行氨基改性后,由于氨基功能基团可与铀酰离子发生配位作用,所以改性ACF增强了其对铀酰离子的吸附能力。3.将氨基引入介孔材料SBA-15后,氨基与铀酰离子的强配位作用,是增强其对铀酰离子吸附能力的主要原因。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ424;X70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王建华,冯守华,徐如人;微孔硼铝酸盐的合成及其吸附性能研究[J];烟台师范学院学报(自然科学版);1990年01期

2 周新木,谈宏宇,徐招弟;蛭石对稀土离子的吸附性能研究[J];非金属矿;2004年02期

3 王槐三,彭华龙,林盛友,林正良,黄友元;吸附树脂对水中碘的吸附性能研究[J];离子交换与吸附;1986年01期

4 林建荣;金章岩;卓家明;张金珠;;新型氨基二硫代甲酸盐螯合树脂的合成及其吸附性能研究[J];福建师范大学学报(自然科学版);1992年02期

5 马全红,高永红,邹宗柏;丙酮酸壳聚糖衍生物的制备及其吸附性能研究[J];东南大学学报(自然科学版);2000年06期

6 周建伟,李术元;有机硅改性泥炭的吸附性能研究[J];化工环保;2004年01期

7 薛晓明;张晶;李风亭;;巯基功能化介孔硅的孔径调节及其吸附性能研究[J];山西能源与节能;2010年06期

8 王槐三;刘玉鑫;黄瑜;严强;;大孔吸附树脂对水中金(Ⅲ)络合物的吸附性能研究[J];成都科技大学学报;1988年02期

9 李玉国;苏艳;张彦博;左海强;胡茂;刘国荣;门连国;;不同助滤剂对废水中重金属铜离子吸附性能研究[J];化工机械;2013年06期

10 王雪;孟令友;代莹;邹金龙;;Fe_3O_4@SiO_2-NH_2磁性复合材料对水中单宁酸的吸附性能研究[J];环境科学学报;2013年08期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李慧茹;张玲;何玉凤;王华;王荣民;;黄土基共聚物的制备及其吸附性能研究[A];热烈庆祝中国化学会成立80周年——中国化学会第16届反应性高分子学术研讨会论文集[C];2012年

2 孙晓文;刘福强;刘晶;李爱民;;新型深度除氟改性树脂的吸附性能研究[A];热烈庆祝中国化学会成立80周年——中国化学会第16届反应性高分子学术研讨会论文集[C];2012年

3 程振远;王斌;张兴;;沿海滩涂细菌对镉的吸附性能研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集（第二卷）[C];2011年

4 张雪;纪春暖;曲荣君;王春华;孙昌梅;陈厚;刘希光;;聚苯乙烯负载双亚砜及多乙烯多胺螯合树脂的制备和吸附性能研究[A];热烈庆祝中国化学会成立80周年——中国化学会第16届反应性高分子学术研讨会论文集[C];2012年

5 唐首锋;鲁娜;李杰;吴彦;;介质阻挡放电等离子体改性大孔树脂的吸附性能研究[A];第十五届全国等离子体科学技术会议会议摘要集[C];2011年

6 刘健;杨杰;杨启华;;硫醚功能化有机-无机介孔材料的合成及吸附性能研究[A];第五届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2007年

7 谢光勇;杜传青;;壳聚糖-铝氧化物复合材料的制备及吸附性能研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2009年

8 袁勋;邢伟;禚淑萍;;有序介孔炭的合成及液相酚类大分子吸附性能研究[A];第五届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2007年

9 徐建晖;刘海东;王佳莉;段为;刘红文;何琦;;大孔吸附树脂的合成及吸附性能研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2009年

10 宋淑辉;纪春暖;曲荣君;王春华;孙昌梅;张增奇;李晓蕾;;酚醛树脂基聚合物微球负载多乙烯多胺螯合树脂的制备及吸附性能研究[A];中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会论文摘要预印集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 宗恩敏;锆化炭基复合材料的合成及其对磷酸盐的吸附性能研究[D];南京大学;2013年

2 赵晓伟;新型吸附材料的制备及其对溶液中重金属离子的吸附性能研究[D];吉林大学;2012年

3 杨超;介孔氧化物的合成及其对水中氟离子的高效吸附性能研究[D];中国地质大学;2012年

4 杨华;硅镁胶的制备表征及其吸附性能研究[D];中国海洋大学;2013年

5 石凤娟;介微孔分子筛和金属-有机骨架材料的合成、表征及其对气体的吸附性能研究[D];北京工业大学;2012年

6 陈恒;咪唑化合物辅助合成金属有机骨架MIL-101及其CO_2吸附性能研究[D];大连理工大学;2014年

7 师兰;新型吸附材料的制备及对重金属离子和染料吸附性能研究[D];吉林大学;2014年

8 杨韶平;环境敏感型纤维素基水凝胶的制备及其吸附性能研究[D];华南理工大学;2010年

9 乐W，

本文编号：1204570