硫氰丙基功能化二氧化硅空心微球的制備及吸附性能研究.pdf

1、空心微球指內(nèi)部中空，殼體表面含有或者沒有孔的一類微球。二氧化硅由于其具有低毒性、物理化學(xué)穩(wěn)定性、原料來源廣泛等特點(diǎn)，是制備空心微球的首選材料之一。功能化改性后的二氧化硅空心微球，除了具備普通空心微球的高比表面積、內(nèi)部空腔大等優(yōu)點(diǎn)，還具有功能基團(tuán)帶來的特殊性能，如專一性、選擇性、吸附量增大等優(yōu)勢。功能化二氧化硅空心微球由于其自身的優(yōu)良特性，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于藥物負(fù)載、水體中的重金屬吸附、生物大分子的負(fù)載等領(lǐng)域。本論文主要工作包括以下內(nèi)容：

2、
　　1)以聚苯乙烯(PS)為硬模板制備硫氰丙基功能化二氧化硅空心微球。以 PS微球?yàn)橛材０澹蚯璞已趸柰?TCPTES)為前驅(qū)體，水/乙醇混合溶液為分散介質(zhì)，在氨水的催化下，TCPTES在PS微球表面進(jìn)行水解縮合反應(yīng)，然后通過四氫呋喃溶解 PS微球，最終制備出硫氰丙基功能化二氧化硅空心微球(TC-HSSs)。通過掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、熱重(TG)、紅外光譜(FT-IR)、全自動(dòng)比表面積及孔隙度分析儀(A

3、SAP)等手段對所制備的TC-HSSs的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制TC-HSSs的最佳條件是：氨水體積為1.5 mL，反應(yīng)溫度為50℃，PS/TCPTES的比值為1/16。最佳條件下所制備的TC-HSSs粒徑為784 nm，壁厚為117 nm，比表面積為8.0187 m2/g，孔徑主要分布在1-3 nm范圍內(nèi)，孔體積為0.018871 cm3/g，且分散性較好。
　　2)雙模板法制備硫氰丙基功能化二氧化硅空心微球。在

4、乙醇/水介質(zhì)中，以分散聚合法制備的PS微球?yàn)槟０?，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為共模板，TCPTES為前驅(qū)體，氨水為催化劑，通過一步法功能化的方法，成功地制備了TC-HSSs。通過 SEM、TEM、TG、FT-IR、ASAP等手段對所制備的TC-HSSs的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制備 TC-HSSs的最佳條件是：氨水體積為1.5 mL，反應(yīng)溫度為50℃，PS/TCPTES的比值為1/12，CTAB的用量為0.2 g。所制

5、備TC-HSSs粒徑在710-810 nm范圍，壁厚在70-120 nm范圍。最佳條件下制備的TC-HSSs的比表面積為152 m2/g，孔徑主要分布在3-7 nm范圍內(nèi)，孔體積為0.74 cm3/g，且分散性較好。
　　3)功能化空心微球吸附二價(jià)鎘離子的研究。以共模板法制備的TC-HSSs作為吸附材料，并研究了吸附時(shí)間、反應(yīng)溶液pH值、金屬離子的初始濃度、重復(fù)利用次數(shù)等因素對吸附量的影響。研究結(jié)果表明：吸附在160 min時(shí)，即