巯基功能化介孔纳米球材料的制备及其对Cr3+吸附性能的研究
毕业论文关键词：巯基功能化，硅纳米球，重金属离子吸附
Abstract：Thethiol-functionalized ordered mesoporous silica nanometer ball (SH-NS) was synthesized through the cosolvent．The material circlehas channels and large mesoporous, size surface area and pore volume,what is about 90 nm. The structures was determined by fourier transform infrared spectrum, small angle X-ray diffraction (XRD) and the nitrogen adsorption-ddesorption isotherms of the template extraction. The optimal conditions and the adsorbing principle for the determination were studied. The thiol -functionalized ordered mesoporous silica nanometer ball (SH-NS) as adsorbent materials exhibited high adsorption affinity towards the removal of toxic metal ions from wastewater. The important factors affecting the adsorption effect are adsorbent dosage, reaction time, temperature and pH.
Keywords：thiol-functionalization, silicon nanometer ball, adsorption of heavy metals
目 录
1 前言 .4
2 实验部分 4
2.1 实验仪器..5
2.2 SH-NS 吸附剂的合成 5
2.3 SH-NS 吸附剂的表征 5
3 结果与讨论 .7
3.1 SH-NS吸附剂的表征 .7
3.2 材料的吸附性能研究10
结论 15
参考文献 ..16
致谢 18
1 前言重金属离子是最受人们关注的水体污染物之一，因为它们对人体健康和生态系统的危害极大。目前，去除水中重金属的方法包括沉淀法、混凝法、离子交换、反渗透法、电化学法和生物吸附法等。1997年，Feng[1]和Mercier[2]分别报道利用巯基功能化介孔材料MCM-41 吸附水中的汞等重金属离子，且去除效果显著。近几年来，国内外将功能化介孔材料吸附重金属离子作为研究的热点之一。SBA-15 的化学改性可分为后接枝和共缩聚两种方式，已经有把介孔材料表面修饰有机基团作为吸附应用的研究报道，例如多元醇功能化的SBA-15 对Be(II)表现出良好的吸附能力；咪唑衍生类的SBA-15 对Cr(VI)表现了高吸附能力；亚氨基二乙酸改性的SBA-15 杂化材料，对水体中Cu(II)展现出了一定的吸附能力。源]自[优尔^`论\文"网·www.youerw.com/
例如，McManamon 等人[3]通过调整晶化温度和晶化时间，合成了具有不同孔径的SBA-15，然后嫁接得到氨基功能化的SBA-15 介孔分子筛，该功能材料对水中的重金属元素铅和镉具有较高的吸附能力。顾爱军[4]分别研究了胺基与巯基修饰的SBA-15对Cu2 +的吸附作用，得出理论吸附量能达到1.10 mmol/g 和0. 74 mmol/g。Quintanilla 等人[5]将氯基嫁接到SBA-15 和MCM-41 表面，用于吸附溶液中的汞离子；Brown 等人[6]利用巯基介孔材料从含有Hg2+，Cd2+，Cr3+, Pb2+，Zn2+等重金属离子的溶液分离出汞。1998年，赵东元教授[7]等合成了SBA-15 介孔分子筛，具有相互平行的介孔孔道和垂直孔道方向上的规则的六方形状。Liu 等[9]通过选择吸附实验发现含巯基的SBA-15对铜和汞有较好的选择吸附性。相对于MCM-41 而言，SH-NS 具有较厚的孔壁，提供较强的机械稳定性，有利于在水环境中的应用，具有较大的可调孔径，有利于有机分子更容易组装进入孔道；因此，开发功能化的SH-NS 对治理废水中重金属污染具有广阔的前景。采用二维结构的MCM-41 作为吸附剂时，介孔材料吸附重金属离子的性能与介孔材料本身的结构(如孔径、比表面积等)和合成条件(如温度、溶液pH、无机物种种类等)有关[10-11]。