多孔MgO环境修复材料的可控合成及其吸附行为研究

发布时间：2023-05-07 19:11

　　水污染问题已严重地危害到人类的健康与发展,研究开发治理水污染的新材料成为目前环境治理领域的工作重点。三维有序大孔氧化镁具有环境友好、成本低廉、吸附能力强等特点,在污水治理方面具有广阔的应用前景。随着多孔材料的不断发展,大/介孔氧化镁因其独特的介孔、大孔结构,相比单一的MgO材料具有更高吸附性能,为制备出具有更高吸附速率的吸附材料提供了更加宽广的思路。本文采用无皂乳液聚合法制备出了单分散的聚苯乙烯(PS)微球,再通过恒温悬浮成膜法将其组装成三维有序排列的PS胶晶模板。系统研究了单体苯乙烯用量(St)和引发剂过硫酸钾用量(KPS)对微球粒径的影响,随着苯乙烯用量的增加,微球粒径增大;随着过硫酸钾用量的增加,微球粒径减小;制备出的PS微球粒径在200nm¹μm之间。以聚苯乙烯胶晶模板为硬模板,硝酸镁为镁源,采用胶晶模板法制备出三维有序大孔MgO(3DOM MgO)材料,研究了不同尺寸大小的胶晶模板对MgO形貌以及孔径大小的影响。随着微球粒径的增大,MgO的平均孔径增大,比表面积减小。粒径为400nm的PS微球制备得到的3DOM MgO的比表面积为63.96m^2...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 重金属离子的处理方法
        1.2.1 化学沉淀法
        1.2.2 电化学法
        1.2.3 离子交换法
        1.2.4 膜分离法
        1.2.5 吸附法
    1.3 吸附材料研究进展
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 二氧化硅
        1.3.3 分子筛
        1.3.4 活性氧化铝
    1.4 纳米MgO吸附材料的研究
    1.5 纳米MgO的制备
        1.5.1 水热法
        1.5.2 沉淀法
        1.5.3 溶胶-凝胶法
        1.5.4 模板法
    1.6 研究意义及内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
第二章 实验方法
    2.1 实验材料和实验仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 制备实验
        2.2.1 聚苯乙烯胶晶模板的制备
        2.2.2 三维有序大孔氧化镁的制备
        2.2.3 具有介孔孔壁的三维有序大孔MgO的制备
    2.3 技术路线
    2.4 样品表征
        2.4.1 热重-差示扫描分析(TGA/DSC)
        2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.4.4 X射线衍射(XRD)
        2.4.5 X射线光电子能谱(XPS)
        2.4.6 比表面积分析(BET)
        2.4.7 离子浓度分析(ICP)
    2.5 吸附实验
第三章 3DOM MgO的制备及吸附行为研究
    3.1 引言
    3.2 实验原理
    3.3 实验方案
        3.3.1 聚苯乙烯(PS)微球的制备
        3.3.2 PS胶晶模板的制备
        3.3.3 3DOM MgO的制备
        3.3.4 吸附实验
    3.4 硬模板的制备
        3.4.1 PS微球的制备
        3.4.2 不同组装方法对胶晶模板形貌的影响
    3.5 3DOM MgO的表征
    3.6 3DOM MgO对重金属离子的吸附行为
        3.6.1 吸附等温线
        3.6.2 吸附动力学
        3.6.3 对重金属离子吸附机理
    3.7 本章小结
第四章 大/介复合孔MgO的制备及吸附行为研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 大/介复合孔MgO的制备
        4.2.2 大/介复合孔MgO的表征
        4.2.3 吸附实验
    4.3 大/介复合孔MgO的分析
    4.4 大/介复合孔MgO对镉离子的吸附行为
        4.4.1 吸附等温线
        4.4.2 吸附动力学
    4.5 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研成果



本文编号：3811169