MCM-48的制備、改性及分析應(yīng)用的研究.pdf

1、MCM-48介孔分子篩具有兩條完全獨(dú)立的三維孔道結(jié)構(gòu)和大的比表面積,孔道堵塞情況大大減少,更有利于重金屬離子的傳輸和分離。但傳統(tǒng)方法采用單一季銨鹽型陽離子表面活性劑為模板劑,且需要數(shù)量很大,合成MCM-48的條件也比較苛刻。因此,MCM-48用于去除重金屬的研究很少。我們克服了一系列復(fù)雜的合成條件,成功制備了MCM-48,并對(duì)其性能進(jìn)行表征。同時(shí)MCM-48表面含有自由硅羥基-SiOH和-Si(OH)2,這些硅羥基能與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng),將

2、烷基、氨基、硫醇等有機(jī)官能團(tuán)引入介孔,不同的活性官能團(tuán)可以獲得不同的功能材料。我們將主要研究改性MCM-48對(duì)重金屬離子的吸附,期望能在環(huán)境治理方面有良好的應(yīng)用前景,為環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。本論文分為四個(gè)部分。
　　 1、我們用陽離子表面活性劑(CTAB)合成了Ti-MCM-48。而MCM-48、SH-MCM-48和NH2-MCM-48是通過陽離子表面活性劑(CTAB)和非離子表面活性劑聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚

3、物(Pluronic 123)作為混合模板劑,正硅酸乙酯(TEOS)作為硅源合成的。X-射線衍射(XRD)、N2吸脫附、掃描電鏡(SEM)和紅外(IR)分析用于對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。
　　 2、Ti-MCM-48吸附鎘、鈷、鎳、錳、鋅、銅和鉛七種離子?？疾炝藀H、溫度、濃度和時(shí)間等因素對(duì)吸附效果的影響。最佳pH為8.00,在25℃、40℃、55℃時(shí)吸附都符合Langmuir模型,25℃時(shí)鎘、鈷、鎳、錳、鋅、銅和鉛的飽和吸附

4、依次為83.57 mg／g、9.870 mg／g、22.94 mg／g、14.10 mg／g、21.19 mg／g、17.76mg／g和50.25mg／g。不同溫度和不同濃度吸附速率方程都符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,線性相關(guān)系數(shù)r2>0.999。
　　 3、SH-MCM-48能有效地除去鉛、鎘、銅和鎳。25℃時(shí)Langmuir模型能有效地計(jì)算出鉛、鎘、銅和鎳的飽和吸附量依次為263.16 mg／g、133.33 mg／g、108.70

5、mg／g和62.50 mg／g。25℃不同濃度下的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,線性相關(guān)系數(shù)超過0.999,競(jìng)爭(zhēng)吸附實(shí)驗(yàn)顯示SH-MCM-48在鎘、銅和鎳存在下對(duì)鉛有很好的選擇性,HNO3和HCl作為洗脫劑都能很好的回收四種離子。
　　 4、鉛、鎘、銅和鎳也能被NH2-MCM-48除去。Langmuir模型擬合的線性方程中鉛、鎘、銅和鎳的飽和吸附量依次為322.6 mg／g、158.7 mg／g、96.15 mg／g和74.07 m