有序介孔吸附材料的合成、改性及其吸附特性研究.pdf

1、由于有序介孔材料具有高比表面積，高度有序的孔道結(jié)構(gòu)，孔徑分布單一且可在很寬的范圍內(nèi)調(diào)控，穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，易于修飾的內(nèi)表面等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于吸附領(lǐng)域，本實(shí)驗(yàn)對(duì)有序介孔硅SBA-15及有序介孔炭CMK-3這兩種典型的有序介孔吸附劑進(jìn)行了研究。
　　 通過(guò)改變模板去除方式、擴(kuò)孔劑加入量、活化方式、改性方式及改性試劑，合成了具有不同性質(zhì)的改性SBA-15。X射線衍射和透射電鏡圖都表明，材料改性前后都保持了很好的有序性，只是在改性后材料

2、有序性有些微下降；通過(guò)傅里葉紅外和元素分析驗(yàn)證了有機(jī)官能團(tuán)成功嫁接到SBA-15上。采用了兩種方法用于去除SBA-15模板：乙醇萃取和高溫煅燒。前者合成的SBA-15比后者對(duì)五種重金屬離子的吸附效果都較好，這是因?yàn)橐掖驾腿”４媪烁嗟墓枇u基。通過(guò)加入不同劑量的1,3,5-三甲基苯(TMB)，合成了不同孔徑的SBA-15。而當(dāng)TMB/P123比為0.1時(shí)合成的SBA-15改性具有最好的吸附性能。采用三種活化方式經(jīng)行了對(duì)比，活化后，由于硅烷

3、醇含量增加，嫁接了更多氨基，吸附量明顯增加。對(duì)于不同的改性方式，雖然共縮聚法合成的材料與后嫁接法的N，C，H含量相差不大，但是其吸附性能卻大大小于后者。實(shí)驗(yàn)采用了三種不同的改性試劑，其中，水楊醛改性后的SA-SBA-15對(duì)重金屬離子的吸附量大于3-氨丙基三乙氧基硅烷改性后的NH2-SBA-15，而(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷改性后的SH-SBA-15對(duì)Pb2+有很好的選擇吸附性。
　　 選取吸附效果較好的SA-SBA-15進(jìn)行了

4、深入研究。SA-SBA-15的等電點(diǎn)約為7.5±0.1，而SA-SBA-15對(duì)五種金屬離子在40min內(nèi)可達(dá)吸附平衡，吸附過(guò)程可以用擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合，其等溫線可以用Langmuir等溫線擬合。吸附熱力學(xué)研究表明，吸附為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于反應(yīng)的進(jìn)行，結(jié)合吸附等溫線的結(jié)果，可以推斷SA-SBA-15對(duì)五種重金屬離子的吸附是化學(xué)吸附。經(jīng)過(guò)硝酸處理的SA-SBA-15在三個(gè)再生周期后仍保持良好的吸附能力，SA-SBA-15可被再生利用

5、。
　　 以SBA-15作為模板，可以合成有序介孔炭CMK-3。通過(guò)改變SBA-15的晶化溫度和硅源，合成了幾種不同結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的CMK-3。X射線衍射和透射電鏡都表明，CMK-3呈現(xiàn)出有序的二維六方結(jié)構(gòu)，其完全是模板SBA-15有序結(jié)構(gòu)的復(fù)刻。由氮?dú)馕?脫附曲線及相關(guān)計(jì)算可知，通過(guò)改變模板晶化溫度，能夠合成不同比表面積和空隙性質(zhì)的CMK-3。其對(duì)亞甲基藍(lán)和羅丹明B兩種大分子染料的吸附明顯大于商品活性炭。而CMK-3對(duì)三種不同大