论文部分内容阅读
论文以粉煤灰为主要原料合成介孔分子筛,并研究其对重金属和酚类物质的吸附性能。与其他常规吸附剂相比具有效率高、成本低廉和以废治废等优点而广受关注。论文主要开展了以粉煤灰为原料合成介孔分子筛、材料品质表征、重金属及有毒有机物吸附性能和吸附机理这一较为系统的研究。该课题的研究方向主要有以下两方面内容：一是探寻由粉煤灰合成SBA-15、MCM-41和MCM-48三种类型分子筛的影响因素,从结构、性能等方面确保合成介孔分子筛的品质；二是通过动力学研究和吸附等温线模型,深入解析介孔分子筛对重金属和酚类有机物的吸附机理。本课题在得到高效、原料来源广泛、低成本的新型吸附材料的同时,也为工业有机毒物的深度处理和实际工程应用提供一定的理论依据和技术支持,对缓解重金属和有毒有机物废水所带来的环境危害等方面具有一定的现实意义,同时使粉煤灰的综合利用达到了“资源化”。在强酸性的介质下,以P123为模板剂,通过碱熔融-水热法合成SBA-15型介孔分子筛。合成的材料比表面积为831m2/g,孔径可达9.25nm；进行化学改性,嫁接氨基基团,改性SBA-15分子筛,以改性后的NH2-SBA-15为吸附剂吸附Pb(Ⅱ)离子,吸附过程符合二级动力学速率方程,吸附过程为化学吸附,吸附等温线模型更符合Langmuir模型。随着温度的升高,在35℃时,饱和吸附量(Qm)达到最大,可到116mg·g-1。从粉煤灰中提取硅源,以CTAB为模板剂,分别以Si:CTAB=1:0.2和1：0.5的摩尔比在碱性介质中合成有序介孔分子筛MCM-41和MCM-48。MCM-41介孔型分子筛比表面积可达1000m2/g,孔径为3.18nm。以MCM-41为吸附剂深度处理对苯二酚和对氯酚,初始吸附剂用量、PH值和吸附温度等因素均能影响吸附剂吸附性能,两种酚类有机物的吸附等温线模型均符合Langmuir模型,在25℃时对对苯二酚饱和吸附量(Qm)达到263m·g-1,对对氯酚可达到537mg·g-1。MCM-48由于反应条件较苛刻,在其合成过程中需要加入乙醇作为活化剂,合成出材料比表面积为1256m2/g,孔径为2.88nm。各项表征手段表明产物热稳定性高,有序度良好。