核-殼型有機(jī)-無機(jī)雜化材料的制備及其在重金屬廢水處理中的應(yīng)用.pdf

1、近年來，由重金屬廢水排放而引發(fā)的環(huán)境污染事件頻繁發(fā)生，科學(xué)有效地解決重金屬污染已經(jīng)成為一個刻不容緩的問題。在重金屬廢水處理技術(shù)中，吸附法的應(yīng)用最為廣泛，吸附法的核心是吸附材料，隨著重金屬污染日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)的吸附材料已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的處理要求，開發(fā)新型功能性吸附材料具有重要的意義。
　　本論文以400 nm二氧化硅微球?yàn)闊o機(jī)內(nèi)核，通過蒸餾共沉淀聚合方法制備核-殼型有機(jī)/無機(jī)雜化材料，并探究其對重金屬離子的吸附性能，具體如下：

2、>　　1、胺基化雜化微球?qū)d(II)、Cu(II)和Pb(II)的吸附性能研究
　　以甲基丙烯酸（MAA）為高分子聚合單體，采用蒸餾共沉淀聚合法制備核-殼型雜化微球P(MAA-co-EGDMA)/SiO2，通過二乙烯三胺（DETA）改性該雜化微球，制備表面富含胺基基團(tuán)的P(DETA-co-EGDMA)/SiO2微球。元素分析的結(jié)果表明胺基化雜化微球上N元素的含量為2.91％。此外，采用了透射電鏡（TEM）、紅外光譜（FT-IR）

3、、熱失重分析儀（TGA）對雜化微球P(DETA-co-EGDMA)/SiO2進(jìn)行了系統(tǒng)表征。并探究胺基化雜化微球?qū)θ芤褐蠧d(II)、Cu(II)和Pb(II)的吸附行為，考察了吸附劑用量、溶液pH、吸附溫度、溶液初始濃度、吸附時間等因素對吸附過程的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，胺基化雜化微球?qū)θN重金屬離子均具有良好的吸附能力，在303 K時，胺基化雜化微球?qū)d(II)、Cu(II)和Pb(II)的最大吸附量分別為37.00 mg·g-1、4

4、7.50 mg·g-1和72.75 mg·g-1；循環(huán)三次脫附再生實(shí)驗(yàn)后，吸附 Cd(II)的胺基化雜化微球的再生率為88.81%，吸附 Cu(II)的為90.86%，吸附Pb(II)的為90.13%。等溫吸附實(shí)驗(yàn)表明Langmuir等溫吸附模型適合描述胺基化雜化微球?qū)d(II)、Cu(II)和Pb(II)的吸附行為，熱力學(xué)分析表明胺基化雜化微球?qū)d(II)、Cu(II)和Pb(II)的吸附過程是吸熱反應(yīng)，升溫有利于吸附的進(jìn)行。吸附

5、動力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，胺基化雜化微球?qū)d(II)、Cu(II)和Pb(II)的吸附符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。
　　2、咪唑化雜化微球?qū)d(II)、Cu(II)和Pb(II)的吸附性能研究
　　以1-乙烯基咪唑（VI）為功能性單體，通過蒸餾共沉淀方法制備咪唑化核-殼型有機(jī)/無機(jī)雜化微球 P(VI-co-EGDMA)/SiO2，采用 TEM、FTIR、TGA分析咪唑化雜化微球的形貌與結(jié)構(gòu)特征，元素分析表明咪唑化雜化微球中 N元素的含量

6、為3.15%。將咪唑化雜化微球用于吸附溶液中的Cd(II)、Cu(II)和Pb(II)，結(jié)果表明，咪唑化雜化微球?qū)@三種重金屬離子均具有良好的吸附能力。在303 K下，咪唑化雜化微球?qū)d(II)、Cu(II)和Pb(II)的最大吸附容量分別為51.25 mg·g-1、34.00 mg·g-1和88.50 mg·g-1。咪唑化雜化微球?qū)d(II)、Cu(II)和Pb(II)的吸附屬于化學(xué)吸附，符合Langmuir等溫吸附模型和準(zhǔn)二級動