氨基功能化SBA-15对Cr3+、Zn2+吸附性能研究

论文摘要

本文用水热法以P123（三嵌段共聚物）为模板剂、TEOS（正硅酸乙酯）为硅源合成SBA-15，以APTES（3-氨丙基三乙氧基硅烷）为硅烷偶联剂，用后嫁接法将-NH2嫁接到SBA-15上，制得氨基功能化SBA-15（NH2-SBA-15）材料。研究了APTES的投加量对吸附效果的影响。结果表明APTES与SBA-15的摩质比为0.004mol/g时吸附效果最好。采用XRD（X射线衍射）、IR（红外光谱）、TEM（透射电子显微镜）、SEM（扫描电子显微镜）、N2吸附-脱附等手段对NH2-SBA-15进行了表征。结果表明APTES成功地嫁接到介孔材料SBA-15上，NH2-SBA-15仍保持了SBA-15的一维六方介孔结构，具有典型的介孔结构特征。将制备NH2-SBA-15介孔材料作为吸附剂，以Cr3+、Zn2+模拟废水为处理对象，进一步研究NH2-SBA-15吸附性能，考察了NH2-SBA-15对它们的吸附性能和影响因素。实验结果表明，溶液pH值、金属离子初始浓度、吸附时间、吸附温度都直接影响到NH2-SBA-15吸附效果。当溶液pH=4.5，吸附温度为60℃，Cr3+初始浓度为220mg/L，吸附时间为6h时，NH2-SBA-15对Cr3+的吸附效果最好，吸附量达到最大值26.29mg/g。当溶液pH=4.5，吸附温度为60℃，Zn2+初始浓度为200mg/L，吸附时间为6h时，NH2-SBA-15对Zn2+的吸附效果最好，吸附量达到最大值24.09mg/g。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 背景
• 1.1.1 水资源危机
• 1.1.2 水中重金属污染现状和危害
• 1.2 国内外重金属废水处理方法
• 1.2.1 物理法
• 1.2.2 化学法
• 1.2.3 生物方法
• 1.3 吸附法处理重金属废水的研究概况
• 1.3.1 吸附机理
• 1.3.2 吸附改性机理
• 1.4 介孔材料的应用及研究现状
• 1.4.1 介孔材料
• 1.4.2 介孔材料的应用现状
• 2 实验部分
• 2.1 主要实验仪器及药品
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验药品
• 2.2 合成 NH2-SBA-15 实验原理
• 2.3 实验内容及方法
• 2.3.1 吸附剂的制备
• 2.3.2 吸附剂的表征
• 2.3.3 吸附剂的选择
• 3+吸附实验'>2.3.4 吸附剂对 Cr³⁺吸附实验
• 2+吸附实验'>2.3.5 吸附剂对 Zn²⁺吸附实验
• 3 实验结果和讨论
• 3.1 最佳吸附剂的选择
• 3.2 SBA-15 和 NH2-SBA-15 吸附剂的表征
• 3.2.1 样品的红外测试
• 3.2.2 样品的吸附 N2吸附-脱附分析
• 3.2.3 样品的 X 射线多晶衍射测试
• 3.2.4 样品的透射电镜分析
• 3.2.5 样品的扫描电镜分析
• 3+吸附'>3.3 NH2-SBA-15 对 Cr³⁺吸附
• 3.3.1 pH 值对吸附的影响
• 3.3.2 温度对吸附的影响
• 3+浓度对吸附的影响'>3.3.3 Cr³⁺浓度对吸附的影响
• 3.3.4 吸附时间对吸附的影响
• 2+吸附'>3.4 NH2-SBA-15 对 Zn²⁺吸附
• 3.4.1 pH 值对吸附的影响
• 3.4.2 温度对吸附的影响
• 2+浓度对吸附的影响'>3.4.3 Zn²⁺浓度对吸附的影响
• 3.4.4 吸附时间对吸附的影响
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢