三維有序大孔重金屬吸附劑制備及其應(yīng)用.pdf

1、如今，重金屬污染已經(jīng)成為環(huán)境污染的主要問題之一，它給人類健康帶來極大的危害，如引發(fā)腎病、肝病、呼吸道疾病和皮膚癌等，治理重金屬污染迫在眉睫，重金屬吸附劑越來越受到科學(xué)家們的關(guān)注。本論文制備了兩種三維有序大孔重金屬吸附劑，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.通過膠晶模板法制備了孔徑為500nm三維有序交聯(lián)聚苯乙烯孔材料（3DOM CLPS），在三維有序交聯(lián)聚苯乙烯上通過活性聚合的方法引入聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯鏈段（PDMAEMA），和其它

2、報(bào)導(dǎo)的吸附劑相比，三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯重金屬吸附劑具有很大的優(yōu)勢(shì)，包括較強(qiáng)的吸附能力，較快的吸附速率和優(yōu)良的再生性能。同時(shí)進(jìn)行了pH和離子強(qiáng)度以及吸附劑與吸附質(zhì)比值的影響的研究，溶液的吸附能力依賴于溶液的pH，此材料有一個(gè)較寬的工作區(qū)間。在298K、308K及318K下，進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究，當(dāng)重鉻酸鉀的初始濃度為100mg/L時(shí)，達(dá)到吸附平衡時(shí)所需的時(shí)間為120min，并且動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較好地符合第二動(dòng)力學(xué)模型。在等溫吸附實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)

3、數(shù)據(jù)較好地符合 Langmuir模型。最大吸附能力隨著溫度的增加而增加，當(dāng)溫度為318K時(shí)，最大吸附能力為431.0mg/g。熱力學(xué)研究中顯示吸附劑吸附重鉻酸鉀的行為是吸熱的并且是自發(fā)的過程。另外，用氫氧化鈉溶液進(jìn)行了脫附實(shí)驗(yàn)，3DOM CLPS-g-PDMAEMA重金屬吸附劑在脫附吸附15次后的吸附能力達(dá)到最初的90％以上，并且電鏡掃描顯示脫附后的材料仍然保持其三維有序大孔結(jié)構(gòu)，證明3DOM CLPS-g-PDMAEMA重金屬吸附劑具

4、有優(yōu)良的再生性能。
　　2.通過膠晶模板法制備了孔徑為500nm三維有序大孔二氧化硅（3DOM SiO2）。3DOM SiO2-g-PtBA–DETA重金屬吸附劑制備過程如下：在3DOM SiO2孔壁上通過活性聚合的方法引入聚甲基丙烯酸叔丁酯鏈段（PtBA）得到3DOM SiO2-PtBA，3DOM SiO2-PtBA水解后與二乙烯三胺反應(yīng)得到3DOM SiO2-g-PtBA–DETA。通過研究pH的影響可知，當(dāng)pH=5時(shí)，吸附量

5、較高，達(dá)到90mg/g(初始濃度為100mg/g)。在298K、308K、318K的溫度下，研究了時(shí)間對(duì)吸附量的影響，即動(dòng)力學(xué)的研究，在298K下，當(dāng)60min后吸附行為（初始濃度為100mg/g）達(dá)到平衡，吸附量不再增加。并且得到的動(dòng)力學(xué)吸附數(shù)據(jù)更好地符合第一動(dòng)力學(xué)模型。同時(shí)，研究了不同初始濃度的硝酸鎘溶液對(duì)吸附量的影響，F(xiàn)reundlich模型可以更好地?cái)M合其數(shù)據(jù)。熱力學(xué)研究數(shù)據(jù)表明3DOM SiO2-g-PtBA-DETA對(duì)Cd2