螯合树脂/SBA-15复合材料的制备及其对As(V)的吸附性能研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:TTjj09
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介孔氧化硅材料在分离、催化、吸附等领域显示了好的应用前景。纯介孔氧化硅材料表面相对惰性,需要对其有机改性才能高效吸附重金属离子。目前,对介孔氧化硅的有机改性基本基于有机硅氧烷。有机硅氧烷种类有限且某些品种价格昂贵,这限制了有机改性介孔氧化硅的应用范围。螯合树脂具有合成简单、成本低、稳定性好等优点,已广泛应用于重金属离子吸附;然而螯合树脂的比表面积低,常有活性吸附位点被掩埋的现象。将介孔氧化硅和螯合树脂复合,一方面可避免有机硅氧烷的使用,解除有机改性介孔氧化硅的应用限制;另一方面,介孔氧化硅的骨架效应可以增加螯合树脂的比表面积,提高其吸附容量。  本论文以三聚氰胺、甲醛、硫脲及正硅酸乙酯为原料,P123(EO20-PO70-EO20)为模版剂,通过共水解缩聚法合成了螯合树脂/SBA-15介孔氧化硅复合材料,并考察了树脂前体预聚合时间和TEOS预水解时间这两个合成参数对材料合成的影响。发现改变TEOS水解时间和树脂聚合时间会对材料的织构性能产生一定影响,且都能获得有机复合效率很高的复合材料。  研究所合成复合材料对水溶液中As(V)的吸附性能,分别考察体系pH值,吸附时间和溶液离子强度对复合材料吸附性能的影响,挑选出最优吸附试验参数。通过动力学和热力学实验研究复合材料对As(V)的吸附行为,发现复合材料对As(V)的吸附与准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型相符。用Arrhenius公式拟合得出吸附活化能Ea=12.13 kJ/mol,这说明吸附反应较易发生。  最后,采用X射线光电子能谱(XPS)和X射线吸收近边结构谱(XANES)对复合材料进行表征,进一步探讨As(V)的吸附机理,发现As(V)在复合材料上有还原现象。
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