本研究致力于磷酸修飾中空介孔硅球（PHMS）的制備及其對(duì)水中痕量銻（Ⅲ）的吸附去除試驗(yàn)研究。其研究路線為:采用軟硬模板法,將葡萄糖隔氧水熱法合成的大粒徑單分散碳微球（CS）作為硬模板、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）作為軟模板,合成中空介孔硅球（HMSs）。在此基礎(chǔ)上,采用后嫁接法接枝磷酸基團(tuán),合成磷酸修飾中空介孔二氧化硅微球（PHMS）。將PHMS應(yīng)用于痕量銻（Ⅲ）污染的水處理,探究其最佳吸附條件和吸附參數(shù)。本研究制備的磷酸修飾中空介孔硅球復(fù)合材料（PHMS）,作為一種新型吸附劑用于吸附水中痕量銻（Ⅲ）。分別使用SEM、TEM、BET、FTIR、粒度分布、綜合熱分析等表征方式,對(duì)碳球,中空硅球,磷酸修飾中空介孔二氧化硅微球及達(dá)到痕量銻吸附飽和中空介孔二氧化硅微球的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析。探究了溶液p H、溫度、吸附劑濃度和處理時(shí)間對(duì)痕量銻（Ⅲ）吸附的影響,結(jié)合吸附動(dòng)力學(xué)模型,揭示了PHMS對(duì)痕量銻（Ⅲ）污染水體的吸附機(jī)理。通過(guò)以上試驗(yàn)研究,取得的主要結(jié)果有:合成的CS,采用葡萄糖前軀物較蔗糖和淀粉前軀物制備的炭微球粒徑均勻性更佳,氨水的投加可加速水熱反應(yīng)過(guò)程炭微球的熱液聚合,隔氧水熱... 

【文章來(lái)源】：南華大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)不同地區(qū)的銻礦及土壤中銻含量分布

圖 1.3 模板法的代表性材料空介孔二氧化硅外殼可以通過(guò)逐層組裝（LBL）或溶膠-凝膠工藝制備。前材料制備可控分層結(jié)構(gòu)的通用方法[53]。該技術(shù)可以通過(guò)使用除平面外的模結(jié)構(gòu)，以此擴(kuò)展到三維結(jié)構(gòu)。此外，它還可用于制備尺寸和形狀可在可控具有模板設(shè)計(jì)特征的中空納米膠囊[54]。在溶膠-凝膠過(guò)程中，利用硅烷前應(yīng)在模板周圍形成微小的二氧化硅顆粒，然后通過(guò)不同帶電材料之間的靜硅顆粒聚集沉積。中空二氧化硅的微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)完整性和表面性質(zhì)與硅大關(guān)系。由于結(jié)構(gòu)差異和立體阻礙效應(yīng)，具有長(zhǎng)鏈有機(jī)基團(tuán)的硅源對(duì)水的硅源水解和聚合速率慢有利于形成致密且光滑的二氧化硅層。兩種最常見是四乙氧基硅烷（TEOS）和四甲氧基硅烷（TMOS），此外，金屬醇鹽SiO3）也由于其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用[53,54]。由于獲得的中空二氧化硅結(jié)構(gòu)性質(zhì)其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。部分功能性硅烷前體可產(chǎn)生帶有反應(yīng)性基團(tuán)的二乙烯基，氨基丙基和非羥基硫醇，這些官能團(tuán)將促進(jìn)中空二氧化硅的后期

可以在聚合過(guò)程中調(diào)節(jié)，硅殼形成后，通過(guò)煅燒或溶解去除硬模板，以此制備出粒徑分布均一的微球[57]。特別地，聚苯乙烯（PS）及其衍生物有較高的經(jīng)濟(jì)性和剛性，Tan 等人[58]以 PS 為模板，合成了粒徑分布為 350 450 nm 的中空硅球，PS 內(nèi)核是通過(guò)乳液聚合制備，通過(guò)熱分解分離。聚乙烯吡咯烷酮（PVP）穩(wěn)定的 PS 的表面有利于硅的沉積因?yàn)橹挥袔д姾傻?PS 球可以令其表面上的二氧化硅粒子達(dá)到更好的吸附效果[59]。Zo等人[60]使用 PVP 結(jié)合 PS 來(lái)模擬 SiO2殼在堿性醇水溶液介質(zhì)中的生長(zhǎng)（圖 1.4）。中空硅微的平均尺寸隨 PVP 濃度的增加而減小，正硅酸乙酯（TEOs）的投加量可以控制中空硅球殼厚度。該研究還發(fā)現(xiàn)，PS 核可以在相同的介質(zhì)中高溫溶解，同時(shí)形成均勻的空心二氧化硅微球。Deng 等人[61]的研究有，當(dāng)在高氨濃度下進(jìn)行涂覆過(guò)程時(shí)，PS 內(nèi)核在相同的介質(zhì)中同時(shí)溶解，不需要額外的溶解或煅燒過(guò)程。這些不涉及繁瑣步驟的一步式制備方法有助于簡(jiǎn)易地制備中空材料。


本文編號(hào)：3456934