多孔材料分为三类:一般孔径小于两纳米的是微孔材料,如活性炭、沸石分子筛等;孔径大于五十纳米的是大孔材料,如多孔陶瓷、气凝胶等;孔径在二十纳米到五十纳米之间的是介孔材料,如MCM-41、SBA-15等20世纪70年代,有序介孔材料的出现令世人瞩目[1]。1990年,日本科学家Yanagisawa T。等也研究了序介孔材料,经过一段时间的研究,合成了FSM-16。MCM-41的出现使有序介孔材料真正开始发展。MCM-41材料孔径大小相近,比表面积大,有六方相结构。后来,莫比尔公司又成功地合成了M41S系列,这些材料被广泛应用于各个领域[2,3]。但由于它孔壁薄、没有固定形状,所以机械稳定性和水热稳定性比较低。SBA-15在这几个方面都比MCM-41优秀,因此得到研究者的广泛关注,而且它被认为是有序介孔材料合成的突破性发展[4]。77197

有序介孔材料的介孔孔径大小相似,骨架构造稳定、没有固定形状,内里容易进行修饰,壁厚,无定型骨架,比表面积大,造出很多特殊性能的纳米材料,所以在很多地方有很大的发展空间。

自从M41S出现,已经进行了很多研究合成介孔材料,出现了多种多样的合成方法,主要合成方法有水热合成法[5,6]、室温合成[7,8]、微波辐射合成法[9,10]、超声波合成法[11,12]、相转变法[13,14]及非水体系合成法[15,16]。

3  SBA-15的合成与化学改性

SBA-15也是属于介孔吸附剂,对它的探索比较成熟。赵东元[5]等在一九九八年第一次将P123作为模板剂,置于一定温度下的酸性介质搅拌,然后晶化、煅烧合成SBA-15,其孔径可以在五到五十纳米调控,并且孔壁比较厚,因此这类原料水热稳定性更高,在很多地方有很大的使用空间。对于它的合成和研究成为了近年来备受关注的话题之一、可以预见的是,随着对SBA-15的研究的不断深入,这项结果一定会在较多领域的应用方面有新的突破。论文网

目前,主流合成SBA-15的方法是参考文献[17,18]的方法制定的。

SBA-15有很多缺点,比如说化学反应活性不高、吸附重金属离子的选择性低、交换离子的能力较小、酸含量及强度低、而且还不能催化氧化反应,这些缺点在很大程度上缩小了它的使用空间。所以我们现在主要研究的是:通过化学改性来改变它们的性质,实现介孔分子筛SBA-15的潜在应用价值。

介孔材料的化学改性分为修饰骨架,还有功能化孔径外壁。SBA-15表面的表面硅羟基浓度很高[19]:孪式的、孤立的硅羟基、和氢键结合的硅羟基,其中前面两个都有很高的活性,后者则没有,但是它遇热能够成为自由的硅羟基。对SBA-15进行各种不同的修饰和功能化,从而更好地运用到实际应用中。

4  对吸附剂吸附效果研究的进展

吸附法是去除很多污染离子的十分有用的办法。功能化的介孔吸附剂对污水中污染离子的处理效果主要与污染物的类别、一开始的浓度和它本身特性等内在条件,以及溶液的pH、反应时间、温度等外在条件有关。

Yang等[20,21]发现氨基功能化的介孔SiO2在pH为5~6时,这种介孔材料吸附重金属离子的效果最好,并且循环再生性能很强,经过8次循环再生后,对初始浓度为0。5mmol L-1的Cu2+来说,仍能去除90%以上。Xue等[22,23]同时发现其他污染离子在一定程度上能够改变这种吸附剂吸附Cu2+的结果:而且每个阴离子对这种介孔吸附剂吸附Cu2+的去除率都是不相同的,结果为:CL->SO42->OAc->NO3-;经过七次循环,这种介孔吸附剂对Cu2+仍有很好的吸附性能。

M。 Mureseanu等[24]提出氨基功能化的介孔吸附剂对水体中污染离子的去除率为:Cu2+》Ni2+>CO2+>Zn2+,此种介孔材料具有很好的再生性能。M。 Algara等[25]提出氨基功能化MCM-41对Cu2+的去除率较高。B。Lee等[26]提出巯基功能化的介孔SiO2能够很好地去除Cu2。Jiang等[27]用EDTA对介孔SiO2进行了表面的化学改性,并用改性后的SiO2去除污染物Cu2+。J。 Aguado等[28]研究发现:在25摄氏度时,氨基功能化的介孔SiO2对几种常见的水体中的污染离子的去除率为:Pb》Cd》Zn>Cu>Ni。当pH为7时,其对Cr、Ni、Fe、Mn、和Pb的吸附量最大。

上一篇:融资结构对投资行为国内外研究现状
下一篇:通信网络信息传输研究现状

不同形貌SnO2纳米材料的光...

钒氧化物电极材料研究现状

区域活动材料国内外研究现状

微孔材料的研究现状历程及其性质

铝-铜异种材料搅拌摩擦焊的发展研究现状

碳钢/不锈钢复合材料的研究现状

铝基复合材料研究现状

网络语言“XX体”研究

新課改下小學语文洧效阅...

我国风险投资的发展现状问题及对策分析

互联网教育”变革路径研究进展【7972字】

麦秸秆还田和沼液灌溉对...

ASP.net+sqlserver企业设备管理系统设计与开发

安康汉江网讯

张洁小说《无字》中的女性意识

LiMn1-xFexPO4正极材料合成及充放电性能研究

老年2型糖尿病患者运动疗...