介孔材料的制备、改性以及其对水中污染物的吸附性能研究

发布时间：2023-06-28 03:51

　　随着全球水污染问题日益显著，如何去除水中的污染物已成为世界性问题。水中的污染物主要有有机酚类和重金属离子等。目前，吸附法被认为是分离去除技术中最行之有效的方法之一，而寻找对有机酚类和重金属离子具有高选择性，高吸附容量的吸附剂成为研究的热点。本文一方面综述了介孔材料SBA-15的晶体结构，合成原理，制备方法，改性手段，实际应用以及研究前景等；另一方面综述了坡缕石原土的矿物组分，晶体结构，实际应用以及国内外对坡缕石的应用开发研究现状。并在两者的基础上做了如下工作： (1)采用水热法制备了SBA-15，并以SBA-15为基础，通过接枝共聚的方式制备了一系列SBA-15的树枝状高分子改性产品(包括SBA-15-G0，SBA-15-G1，SBA-15-G2等)，对这些产品进行了元素分析、红外分析、热重分析、扫描电子显微镜以及透射电子显微镜的表征。 (2)研究了SBA-15以及SBA-15改性产品对对硝基苯酚、对苯二酚、β-萘酚，邻苯二酚四种有机酚类以及铅离子、镍离子、铜离子三种重金属离子的吸附能力。研究表明：与未改性的SBA-15比较，改性后的SBA-15对于吸附以上7种物质有更好的效果。 (3...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 介孔分子筛 SBA-15 的概述及应用
        1.1.1 介孔材料以及介孔分子筛 SBA-15 的概述
        1.1.2 介孔分子筛 SBA-15 的合成机理
        1.1.3 介孔分子筛 SBA-15 的制备方法
        1.1.4 介孔分子筛 SBA-15 的改性
            1.1.4.1 接枝共聚法
            1.1.4.2 利用金属及金属氧化物及有机基团对 SBA-15 的改性
            1.1.4.3 浸渍法
        1.1.5 SBA-15 的应用
            1.1.5.1 SBA-15 在环境保护领域的应用
            1.1.5.2 SBA-15 在催化领域的应用
            1.1.5.3 SBA-15 在其它领域的应用
    1.2 坡缕石粘土的概述
        1.2.1 坡缕石粘土的概述以及矿藏分布
        1.2.2 坡缕石的化学组成及晶体结构
        1.2.3 坡缕石的特性
            1.2.3.1 吸附性
            1.2.3.2 催化性
            1.2.3.3 稳定性
            1.2.3.4 耐热性
        1.2.4 坡缕石的改性
            1.2.4.1 热活化法
            1.2.4.2 酸活化
            1.2.4.3 硅烷偶联剂改性
            1.2.4.4 表面活性剂改性
        1.2.5 坡缕石的应用
            1.2.5.1 坡缕石在处理污水上的应用
            1.2.5.2 坡缕石在催化方面的应用
            1.2.5.3 坡缕石在其它领域的应用
    1.3 罗丹宁的概述
        1.3.1 罗丹宁简介
        1.3.2 罗丹宁的应用
    1.4 吸附理论
        1.4.1 吸附的定义
        1.4.2 吸附的类型
        1.4.3 吸附过程的模拟类型
    1.5 课题的提出与实验思路
    参考文献
第二章 改性 SBA-15 的制备及其对重金属离子和有机酚类的吸附性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 仪器及试剂
    2.3. 实验方法
        2.3.1 改性 SBA-15 的制备
            2.3.1.1 SBA-15 的制备
            2.3.1.2 SBA-15-G0 的制备
            2.3.1.3 树枝状高分子 SBA-15-G1 和 SBA-15-G2 的合成
        2.3.2 吸附实验
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 元素分析
        2.4.2 红外表征
        2.4.3 热重分析
        2.4.4 扫描电镜
        2.4.5 透射电镜
    2.5 吸附性能测试
        2.5.1 SBA-15 及改性 SBA-15 对有机酚类的吸附性能比较
        2.5.2 SBA-15 及改性 SBA-15 对重金属离子的吸附性能比较
        2.5.3 SBA-15-G1 吸附对硝基苯酚和对苯二酚的最佳吸附条件的选择
            2.5.3.1 pH 对吸附性能的影响
            2.5.3.2 最佳吸附剂用量的确定
            2.5.3.3 振荡时间对吸附容量的影响
            2.5.3.4 对硝 苯酚和对苯二酚的吸附等温线
        2.5.4 SBA-15-G1 对铅离子、镍离子和铜离子的最佳吸附条件的选择
            2.5.4.1 pH 对吸附性能的影响
            2.5.4.2 最佳吸附剂用量的确定
            2.5.4.3 振荡时间对吸附容量的影响
            2.5.4.4 三种金属离子的吸附等温线
    2.6 结论
    参考文献
第三章 改性坡缕石的制备及其对重金属离子和有机酚类的吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 仪器及试剂
        3.2.2 吸附剂的制备
            3.2.2.1 羟基化坡缕石的制备
            3.2.2.2 树枝状坡缕石高分子聚合物的合成
    3.3 分析和计算
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 坡缕石及改性坡缕石的元素分析
        3.4.2 坡缕石及改性坡缕石的红外表征
        3.4.3 坡缕石及改性坡缕石的热重分析
        3.4.4 PGS-G2 的扫描电镜
        3.4.5 PGS-G2 的透射电镜
    3.5 吸附性能测试
        3.5.1 PGS 及改性 PGS 对有机酚类的吸附性能比较
        3.5.2 PGS 及改性 PGS 对重金属离子的吸附性能比较
        3.5.3 PGS-G2 吸附对硝基苯酚和对苯二酚的最佳吸附条件的选择
            3.5.3.1. pH 对吸附性能的影响
            3.5.3.2 最佳吸附剂用量的确定
            3.5.3.3 振荡时间对吸附容量的影响
            3.5.3.4 硝 苯酚和对苯二酚的吸附等温线
        3.5.4 PGS-G2 对铅离子的最佳吸附条件的选择
            3.5.4.1 pH 对吸附性能的影响
            3.5.4.2 最佳吸附剂用量的确定
            3.5.4.3 时间对吸附性能的影响
            3.5.4.4 Pb(II)的吸附等温线
    3.6 结果与讨论
    参考文献
第四章 罗丹宁修饰坡缕石的制备及其对铜离子的吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 仪器及试剂
        4.2.2 吸附剂的制备
            4.2.2.1 羟基化坡缕石的制备
            4.2.2.2 罗丹宁修饰坡缕石的制备
    4.3 分析和计算
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 坡缕石及罗丹宁修饰坡缕石的的元素分析
        4.4.2 坡缕石及罗丹宁修饰坡缕石的红外表征
        4.4.3 坡缕石及罗丹宁修饰坡缕石的的热重分析
    4.5 罗丹宁修饰坡缕石吸附铜离子的最佳吸附条件的选择
        4.5.1 pH 对吸附性能的影响
        4.5.2 最佳吸附剂用量的确定
        4.5.3 振荡时间对吸附容量的影响
        4.5.4 Cu(II)离子的吸附等温线
        4.5.5 吸附热力学参数测定
    4.6 结果与讨论
    参考文献
发表论文
致谢



本文编号：3835924