泰樂菌素與甲氧芐啶在官能化中孔炭與中孔硅上的吸附研究
發(fā)布時間:2020-06-05 16:00
【摘要】:采用模板法制備中孔炭(記為CMK-3,C-LTA)與中孔硅(記為SBA-15),采用硝酸對中孔炭CMK-3,C-LTA進行改性,采用硅硼比1:5,1:10與1:15用量的硼酸對中孔硅SBA-15進行改性。通過傅里葉變換紅外光譜儀,X射線光電子能譜(XPS),氮氣吸附脫附等溫線和波恩滴定等對吸附劑進行表征,以活性炭F-300,聚乙烯為參比吸附劑研究上述吸附劑在泰樂菌素,甲氧芐啶和磺胺甲惡唑上的吸附行為,主要結(jié)果如下。硝酸改性前后F-300,CMK-3,C-LTA的FT-IR圖譜表明,材料表面與孔道內(nèi)部均有羧基與酚羥基的負(fù)載。XPS與波恩滴定表明經(jīng)硝酸改性后F-300,CMK-3與C-LTA表面氧元素含量均有提升,CMK-3與C-LTA的官能團負(fù)載量高于F-300。氮氣吸附脫附實驗表明F-300,CMK-3,C-LTA比表面積與孔容均出現(xiàn)降低現(xiàn)象,這表明含氧官能團成功負(fù)載在了 F-300,CMK-3,C-LTA表面與孔道內(nèi)。pH=5下吸附等溫線實驗表明,硝酸改性后的F-300,CMK-3,C-LTA,對泰樂菌素與甲氧芐啶的吸附量均高于改性前材料,且CMK-3與C-LTA材料的吸附量高于F-300材料。這是由于在pH=5時,陽離子形態(tài)的泰樂菌素與甲氧芐啶能夠與負(fù)載在吸附劑上的酸性官能團發(fā)生路易斯酸堿作用,吸附后材料的孔容變化也驗證了這一結(jié)論。pH變化值對吸附實驗影響表明,隨著pH的變化,CMK-3,C-LTA的吸附量受pH影響較大,這是由于材料所負(fù)載的官能團和吸附質(zhì)間路易斯酸堿作用的強弱所導(dǎo)致。吸附動力學(xué)實驗考察了上述吸附劑對泰樂菌素和甲氧芐啶的吸附速率,結(jié)果表明,硝酸改性后的吸附劑對泰樂菌素和甲氧芐啶的吸附速率均有提升,且吸附速率高低與酸性官能團含量有關(guān)。綜上,硝酸改性在中孔炭CMK-3和C-LTA上負(fù)載的酸性官能團能夠提升其對泰樂菌素和甲氧芐啶的吸附量和吸附速率,并且改性后材料吸附效果受pH值影響較為明顯。硼酸改性中孔硅材料的FT-IR圖譜表明,硼酸改性后的中孔硅材料表面有硼氧鍵的形成,氮氣吸附結(jié)果表明,含硼的中孔硅材料的比表面積與孔容,均高于原材料,且硅硼比為1:15的中孔硅材料比表面積與孔容優(yōu)于硅硼比為1:5和1:10的材料。這說明硼酸的引入能夠在中孔硅表面負(fù)載酸性官能團,而硼酸含量過高時會影響中孔硅材料的中孔結(jié)構(gòu)。pH=5吸附等溫線結(jié)果表明,硼酸改性的中孔硅材料,對甲氧芐啶有著良好的吸附性能,這是由于在pH=5陽離子形態(tài)的甲氧芐啶可以與負(fù)載在材料表面的酸性官能團發(fā)生路易斯酸堿作用,而pH=5時中性分子居多的磺胺甲惡唑難以與酸性官能團發(fā)生反應(yīng),因此吸附量較低。對甲氧芐啶與磺胺甲惡唑進行共吸附實驗時,磺胺甲惡唑與甲氧芐啶分子結(jié)構(gòu)上的吸電子基團與給電子基團相互吸引,提升了磺胺甲惡唑的吸附量。pH值對甲氧芐啶和磺胺甲惡唑的吸附影響也表明,隨著pH值的變化,吸附質(zhì)的離子形態(tài)很大程度上決定了其與負(fù)載在中孔硅上酸性官能團的反應(yīng)量,從而影響吸附劑對甲氧芐啶和磺胺甲惡唑的吸附量。吸附動力學(xué)結(jié)果表明,硼酸改性后的中孔硅材料在吸附速率上優(yōu)于改性前材料。綜上,硼酸改性中孔硅材料對甲氧芐啶吸附量和吸附速率的提升,以及甲氧芐啶和磺胺甲惡唑吸附量的差異,均說明硼酸改性后含氧官能團很大程度上影響了中孔硅材料對甲氧芐啶和磺胺甲惡唑的吸附行為。甲氧芐啶在改性前后中孔硅材料上的吸附量遠高于磺胺甲惡唑,而共吸附實驗下磺胺甲惡唑的吸附量得到了很大提升。
【圖文】:
A-F-300,邋A-CMK-3與A-C-LTA表面均有含氧官能團羧基與羥基出現(xiàn),這表明硝酸改性逡逑在F-300,CMK-3與C-LTA上成功負(fù)載了含氧官能團。逡逑2.3.1.2邋氮氣吸附-脫附實驗逡逑硝酸改性前后的F-300、中孔炭CMK-3、與中孔炭C-LTA的氮氣吸附脫附等溫線如逡逑圖2.3所示。逡逑丨,
本文編號:2698279
【圖文】:
A-F-300,邋A-CMK-3與A-C-LTA表面均有含氧官能團羧基與羥基出現(xiàn),這表明硝酸改性逡逑在F-300,CMK-3與C-LTA上成功負(fù)載了含氧官能團。逡逑2.3.1.2邋氮氣吸附-脫附實驗逡逑硝酸改性前后的F-300、中孔炭CMK-3、與中孔炭C-LTA的氮氣吸附脫附等溫線如逡逑圖2.3所示。逡逑丨,
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