本文關鍵詞：弱酸性介質中功能化介孔氧化硅的合成及應用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：介孔氧化硅材料自上世紀90年代成功合成以來,已經(jīng)成為了眾多領域的研究熱點。本論文主要開展在弱酸性體系中介孔氧化硅材料的直接合成以及對染料廢水的吸附、光催化研究。利用鋁鹽水解產(chǎn)生合成中所需要的弱酸,替代傳統(tǒng)合成中的強酸或強堿,同時引入一定量的鋁,直接合成含鋁介孔氧化硅材料。調節(jié)Al/Si摩爾比,改變體系中的酸堿度,制備出具有不同規(guī)整度、介孔孔道結構和尺寸的材料。在此基礎上摻雜過渡金屬元素Fe和Cu,通過改變過渡金屬與Si的摩爾比,調節(jié)引入量,探究不同F(xiàn)e/Si和Cu/Si摩爾比體系中材料結構的變化規(guī)律,并考察摻雜過渡金屬所得材料對染料廢水的光催化降解性能。最后合成不同形貌的介孔氧化硅材料,探究形貌對介孔氧化硅染料廢水吸附性能的影響規(guī)律。采用XRD、SEM、TEM和N2脫吸附等測試方法,系統(tǒng)研究改變Al/Si摩爾比、摻雜前后、改變合成方法所得材料的孔道結構、尺寸及表面形貌等變化情況及其對水體中染料的處理效果。研究結果顯示,利用無機鹽AlCl3水解產(chǎn)生弱酸性環(huán)境,能夠很好的合成介孔氧化硅材料,且孔道在一定Al/Si摩爾比范圍內(nèi)具有較高的規(guī)整度和有序性。當采用亞甲基藍(MB)和羅丹明B(RhB)為模擬染料污染物分子時,隨著Al/Si摩爾比的改變,材料對染料廢水的吸附性能呈現(xiàn)出一定規(guī)律性的變化,其最佳配比是Al/Si=0.5,最大的吸附量在166mg/g。在雙體系染料廢水中,含鋁介孔氧化硅對染料表現(xiàn)出一定的選擇性,對RhB的吸附速率和吸附量均大于MB。摻雜過渡金屬,材料的有序介孔結構在低的Fe/Si和Cu/Si摩爾比中能夠保持,并且對染料廢水有較強的光催化降解性能。
【關鍵詞】：弱酸性 介孔氧化硅 摻雜 光催化降解 吸附
【學位授予單位】：蘇州科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.2;TB383.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 介孔氧化硅材料的概述11-12
• 1.2 介孔氧化硅的傳統(tǒng)合成方法12-14
• 1.2.1 介孔氧化硅的合成機理12-13
• 1.2.2 介孔氧化硅合成中的模板劑13-14
• 1.3 介孔氧化硅合成中的酸堿環(huán)境14-17
• 1.3.1 強酸強堿體系14-16
• 1.3.2 弱酸性環(huán)境16-17
• 1.4 介孔氧化硅的功能化與應用17-19
• 1.4.1 摻雜類介孔氧化硅的研究17-18
• 1.4.2 摻雜類介孔氧化硅催化應用18-19
• 1.5 染料廢水處理的現(xiàn)狀19-22
• 1.5.1 染料廢水的概述19-20
• 1.5.2 染料的多元化20
• 1.5.3 染料廢水的處理方法20-22
• 1.6 本課題的研究目的及意義22-24
• 第二章 實驗部分24-30
• 2.1 試劑藥品與實驗儀器24-25
• 2.2 表征儀器及測試方法25
• 2.2.1 X射線衍射（XRD）25
• 2.2.2 比表面和孔結構的測定25
• 2.2.3 掃描電子顯微鏡（SEM）25
• 2.2.4 透射電子顯微鏡（TEM）25
• 2.3 有機染料吸附實驗步驟25-27
• 2.3.1 實驗溶液的配置25-26
• 2.3.2 實驗具體操作步驟26-27
• 2.4 實驗數(shù)據(jù)分析方法27-30
• 2.4.1 亞甲基藍（MB）的標準曲線繪制27
• 2.4.2 羅丹明B（RhB）的標準曲線繪制27-28
• 2.4.3 吸附效果的分析方法28
• 2.4.4 吸附動力學方程的擬合28-29
• 2.4.5 吸附等溫線方程的擬合29-30
• 第三章 含鋁介孔氧化硅的合成以及性能測試30-37
• 3.1 引言30
• 3.2 材料的合成30-31
• 3.3 結果與討論31-36
• 3.3.1 材料的結構表征31-34
• 3.3.2 含鋁介孔氧化硅吸附亞甲基藍動力學測試34-35
• 3.3.3 含鋁介孔氧化硅吸附亞甲基藍等溫線測試35-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第四章 含鋁介孔氧化硅對染料的競爭吸附研究37-43
• 4.1 引言37
• 4.2 實驗部分37-38
• 4.2.1 材料的合成37
• 4.2.2 雙體系競爭吸附實驗37-38
• 4.3 結果與討論38-42
• 4.3.1 單一體系羅丹明B吸附動力學38-39
• 4.3.2 單一體系羅丹明B吸附等溫線39
• 4.3.3 雙體系吸附亞甲基藍（MB）和羅丹明（RhB）動力學39-40
• 4.3.4 雙體系吸附亞甲基藍（MB）和羅丹明（RhB）等溫線40-42
• 4.4 本章小結42-43
• 第五章 過渡金屬摻雜介孔氧化硅對染料廢水的吸附和光催化降解研究43-55
• 5.1 引言43
• 5.2 實驗方法43-45
• 5.2.1 材料合成43-44
• 5.2.2 光催化降解實驗44-45
• 5.3 結果與討論45-54
• 5.3.1 摻雜Fe介孔氧化硅的結構表征45-48
• 5.3.2 摻雜Fe介孔氧化硅吸附亞甲基藍動力學實驗48-49
• 5.3.3 摻雜Fe介孔氧化硅光催化降解亞甲基藍實驗49
• 5.3.4 摻雜Cu的介孔氧化硅結構表征49-52
• 5.3.6 摻雜Cu介孔氧化硅吸附亞甲基藍動力學實驗52-53
• 5.3.7 摻雜Cu介孔氧化硅光催化降解亞甲基藍實驗53-54
• 5.4 本章小結54-55
• 第六章 不同形貌介孔氧化硅對吸附染料的研究55-61
• 6.1 引言55
• 6.2 材料合成55-56
• 6.3 結果與討論56-60
• 6.3.1 材料的結構表征56-59
• 6.3.2 不同形貌介孔二氧化硅對染料廢水的吸附動力學實驗59
• 6.3.3 不同形貌介孔二氧化硅對染料廢水的吸附等溫線實驗59-60
• 6.4 本章小結60-61
• 第七章 結論與展望61-63
• 一．結論61-62
• 二．展望62-63
• 參考文獻63-71
• 致謝71-72
• 作者簡介72

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本文編號：290403