一步共沉积法制备ZSM-5/PANI/PSS电活性膜及其去除水中低浓度重金属铅离子

发布时间：2022-12-08 06:49

　　电活性材料既可导电子又可导离子,通过改变电活性材料的氧化还原状态可以实现目标离子置入和置出。目前常用的电活性材料主要分为有机导电高分子聚合物（聚苯胺-PANI、聚吡咯-PPy、聚乙烯二氧噻吩-PEDOT等）、无机过渡金属材料（铁氰化物）以及有机无机复合材料。其中有机无机复合材料因具有良好的导电性、稳定性、电活性、及离子交换能力等优点而获得了科研工作者们的广泛关注。ZSM-5作为一种硅铝氧化物分子筛,ZSM-5分子筛表面的硅氧键及铝氧键与重金属离子的配位作用以及分子筛孔道的吸附效应,使该杂化膜对重金属离子表现出较高的吸附性能。无机ZSM-5分子筛导电性能差,将其与有机导电高分子聚合物复合,既充分利用ZSM-5离子交换能力,又利用了有机导电高分子聚合物的导电能力和氧化还原性能。聚苯胺具有良好的导电性和成膜性,在掺杂小阴离子时（如Cl-）表现为阴离子交换性能,在掺杂大阴离子（如PSSn-）后可表现出阳离子交换性能。如将ZSM-5分子筛、聚苯胺和聚苯乙烯磺酸钠复合,则有可能合成一种既具有电活性又具有离子选择吸附性的新型有机-无机电活性复合材料并将其应用于电控离子交换去除重金属离子。本文通过双脉... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 重金属离子的危害及传统处理方法
        1.1.1 水中重金属离子污染现状
        1.1.2 水中重金属离子的传统处理法
    1.2 电控离子交换技术
    1.3 电活性离子交换材料的分类及应用
        1.3.1 电活性离子交换材料的分类
        1.3.2 无机电活性离子交换材料
        1.3.3 有机电活性离子交换材料
        1.3.4 有机无机杂化电活性离子交换材料
    1.4 离子交换材料ZSM-5
        1.4.1 ZSM-5的结构
        1.4.2 ZSM-5分子筛的应用
        1.4.3 ZSM-5分子筛的应用
    1.5 本课题研究目的及意义
第二章 实验部分
    2.1 主要实验药品及仪器
        2.1.1 原料和试剂
        2.1.2 主要仪器及设备
    2.2 分析测试方法
        2.2.1 电化学石英晶体微天平
        2.2.2 X射线衍射仪(XRD)分析
        2.2.3 傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析
        2.2.4 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.5 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.6 原子吸收分光光度计
第三章 一步共沉积法制备ZSM-5/PANI/PSS电活性膜及其对Pb~(2+)的电控离子交换性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 纳米ZSM-5分子筛的制备
        3.2.2 膜电极的制备
        3.2.3 杂化膜的形貌和电化学表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 酸浓度对制膜的影响
        3.3.2 ZSM-5/PANI/PSS复合膜的红外表征
        3.3.3 ZSM-5/PANI/PSS复合膜的SEM表征
        3.3.4 ZSM-5/PANI/PSS复合膜的XRD表征
        3.3.5 ZSM-5/PANI/PSS复合膜的EDS能谱分析
        3.3.6 ZSM-5/PANI/PSS复合膜的TEM图
        3.3.7 ZSM-5/PANI/PSS复合膜的电化学表征
    3.4 小结
第四章 ZSM-5/PANI/PSS/PTCF复合膜电极去除水中低浓度Pb~(2+)
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 ZSM-5/PANI/PSS/PTCF电极的制备
        4.2.2 ZSM-5/PANI/PSS/PTCF膜电极的表征
        4.2.3 吸附分配性实验
        4.2.4 吸附实验
        4.2.5 吸附动力学
        4.2.6 吸附等温实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 X射线光电子能谱分析
        4.3.2 ZSM-5/PANI/PSS复合膜的热重曲线
        4.3.3 分配性研究
        4.3.4 电控离子交换和传统离子交换法对铅离子的去除效果的比较
        4.3.5 铅离子初始浓度的影响
        4.3.6 吸附等温模型
        4.3.7 吸附动力学
    4.4 小结
第五章 结论、创新的与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]壳聚糖/聚丙烯酸水凝胶的制备及对Cu2+和Cd2+的吸附[J]. 陆泉芳,郑继东,俞洁,杨恕修,李芸,王星,张晓敏.  精细化工. 2016(12)
[2]壳聚糖对重金属离子的吸附性能[J]. 张毅,张转玲,黎淑婷,刘叶,张昊.  天津工业大学学报. 2016(03)
[3]粉煤灰基沸石对Pb2+的吸附动力学与热力学[J]. 张海军,谭洪涛,罗洁,王亚举,杨剑,黄胜.  非金属矿. 2016(02)
[4]电化学法控制聚吡咯/α-磷酸锆/碳毡电极去除水中低浓度铅离子[J]. 陈如意,张朋乐,廖森梁,李馨然,王忠德,郝晓刚.  电化学. 2015(04)
[5]构建重金属污染防治管理体系——从水俣病事件谈起[J]. 孙阳昭,陈扬,王祖光,方莉.  环境保护与循环经济. 2012(07)
[6]不同沸石吸附铅离子的对比研究[J]. 李学峰,朱蕾,高焕新,陈庆龄.  无机盐工业. 2011(08)
[7]土著微生物修复黑臭水体的生物技术研究[J]. 吴青梅,邓代永,许玫英,孙国萍.  环境科学与技术. 2011(S1)
[8]电化学控制的离子交换技术[J]. 肖俊强,郝晓刚.  化学进展. 2010(12)
[9]单极脉冲电合成聚苯胺膜及其超级电容性能[J]. 李越,郝晓刚,王忠德,张忠林,梁镇海,刘世斌.  化工学报. 2010(S1)
[10]ZSM-5型分子筛的合成及其吸附性能[J]. 杨丽辉,高长虹,王东,曹吉林.  河北工业大学学报. 2010(05)



本文编号：3713768