摘要：作为人类生存中最不可缺少的资源之一，水资源具有重要的作用。随着科技的进步，大量工业废水和生活污水在没有经过处理就直接被排放到自然环境中，导致了严重的水污染，其中金属离子占据水污染的重要部分。硅胶湿凝胶是一种应用广泛的吸附材料，其内部结构因为具有硅氧负离子，而具有对金属离子的吸附能力。本论文通过使用F127为模板剂、正硅酸甲酯（TMOS）为硅源，在0.01M醋酸溶液的条件下制备硅胶湿凝胶，在不同低温合成时长的条件下进行制备。发现其在24小时条件低温合成并洗至中性条件下的吸附效果最好，对不同金属离子具有不同的吸附效果。使用纯度更高的硅源也可以提高吸附效果。69783

毕业论文关键字：硅基物质；金属离子吸附剂；硅胶湿凝胶；吸附容量

Study on Preparation of New Metal Ion Adsorbent

Abstract：As one of the most indispensable resources in human survival, water resources play an important role. With the advancement of science and technology, a large number of industrial waste water and domestic sewage are discharged directly into the natural environment without treatment, leading to serious water pollution, where metal ions occupy an important part of water pollution. Silica gel wet gel is a widely used adsorption material, its internal structure because of the silicon anion, and has the adsorption capacity of metal ions. In this paper, silica gel wet gels were prepared by using F127 as template and tetramethoxysilane (TMOS) as silicon source under 0.01 M acetic acid solution, and prepared under different conditions of low temperature synthesis. It was found that it had the best adsorption effect under the condition of 24 hours’ low temperature synthesis and washing to neutral conditions, and had different adsorption effect on different metal ions. The use of a higher purity silicon source can also improve the adsorption effect.

Keywords: Silicon-based substances, metal ion adsorbents, silica gel, adsorption capacity

目 录

1 引言 1

1.1 课题背景与意义 1

1.2 国内外研究的概况及存在的问题 2

1.2.1 水资源金属离子污染 2

1.2.2 金属离子处理方法 3

1.2.3吸附理论概述 5

1.2.4 二氧化硅的相关化学性质 6

1.2.5 介孔材料 7

1.2.6 有关二氧化硅的吸附机理 9

1.3 本课题主要研究思路及研究内容 9

1.4 本课题解决的主要问题及创新点 9

1.5 合成路线拟定设计目标 10

2 实验部分 11

2.1 实验试剂与仪器 11

2.1.1 实验试剂 11

2.1.2 实验仪器 11

2.1.3 试剂的物性常数 11

2.2 实验操作 12

2.2.1 制备硅胶湿凝胶 12

2.2.2 测定不同溶液电导率对浓度标准工作曲线 13

2.2.3 不同老化时间制备的硅胶湿凝胶对不同浓度钠离子进行吸附确定最佳老化时间 15

2.2.4 在最佳老化时间下制备的硅胶湿凝胶对钙离子、铜离子、铁离子的吸附能力检测