功用化介孔吸附资料的制备及其对重金属离子的吸附功用研讨

【摘要】：本文是根据重金属离子对环境形成的污染及其对人类发生的巨大损害为前提下进行的试验探求,以现在首要存在的大型剖析仪器在对重金属离子剖析检测中遇到的前处理问题和近年来研讨学者将功用化的有序介孔资料作为新式吸附资料对重金属离子进行别离富集的研讨讨论为切入点,经过在有序介孔资料MCM-41的基础上接入新的功用基团进行改性以取得具有特定吸附功用的功用化吸附资料,并结合大型剖析仪器(电感耦合等离子体-原子发射光谱仪,ICP-AES)对吸附资料关于重金属离子的吸附功用进行查询,以树立新的功用化介孔吸附资料辅佐ICP-AES用于重金属离子别离检测办法,关于环境中重金属离子的去除以及联合大型剖析仪器树立快速精确的检测办法具有重要意义。本文的首要研讨内容如下:(1)制备了三种新式的功用化介孔硅吸附资料并用于重金属离子(Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅲ))的吸附功用剖析。经过参阅相关文献,剖析规划并组成了三种含氮基团的双齿功用配体(4-(二(1-氢吡唑))甲基苯酚(DPP)、4,7-二羟基-1,10菲啰啉(DHP)、2(2-吡啶)甲醇(DPM)),经过3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(TEPIC,硅烷偶联剂)的效果下接枝在有序介孔资料MCM-41外表得到三种功用化的介孔硅吸附资料(DPP@MCM-41、DHP@MCM-41、DPM@MCM-41),经过一系列的表征剖析(FI-TR、SEM、TEM、XRD、EDS、BET)证明功用单体的成功负载并坚持了原有介孔资料MCM-41的描摹特征,且对重金属离子(Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅲ))的吸附结果标明:组成的三种功用化介孔吸附资料DPP@MCM-41、DHP@MCM-41、DPM@MCM-41在pH=6的条件下,对Cu(Ⅱ)离子的最大吸附量分别为62.8 mg/g、72.5 mg/g、76.8 mg/g;在pH=6的条件下,对Pb(Ⅱ)离子的最大吸附量分别为153.3 mg/g、116.2 mg/g、190.9 mg/g;在pH=5的条件下,对Cr(Ⅲ)离子的最大吸附量分别为73.6mg/g、28.8mg/g、108.3 mg/g。改性后的介孔吸附资料比较原MCM-41介孔资料对重金属离子(Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅲ))的吸附容量均有所提高。(2)结合外表印迹技能以Cr(Ⅲ)离子作为模板离子,2(2-吡啶)甲醇(DPM)作为功用单体,3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(TEPIC)作为硅烷偶联剂,制备了铬(Ⅲ)印迹介孔吸附资料(Cr(Ⅲ)-ⅡPs)和非印迹介孔吸附资料NIP,并用于对Cr(Ⅲ)离子的选择性吸附试验探求。吸附试验结果标明:在25℃,pH=5的条件,铬(Ⅲ)印迹介孔吸附资料(Cr(Ⅲ)-ⅡPs)对Cr(Ⅲ)离子为151.2mg/g,约为非印迹介孔吸附资料(NIP)的1.4倍,且在此条件下制备的功用化吸附资料对溶液中的Cr(Ⅵ)离子吸附效果不明显,可用于对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)离子的选择性别离。(3)对试验制备的铬(Ⅲ)印迹介孔吸附资料(Cr(Ⅲ)-ⅡPs)对溶液中Cr(Ⅲ)离子的吸附动力学进行查询,发现印迹资料对Cr(Ⅲ)离子的吸附契合准二级动力学模型(R~2=0.9806),吸附进程首要为化学吸附;其等温吸附模型更契合Langmuir吸附等温模型(R~2=0.9929),阐明组成的铬(Ⅲ)印迹介孔吸附资料(Cr(Ⅲ)-ⅡPs)对Cr(Ⅲ)离子的吸附以单分子层吸附为主,Langmuir方程核算得到其理论饱满吸附量Q_(max)值为163.9mg/g,与实践吸附量151.2mg/g相一致,标明组成的双吡啶功用化铬(Ⅲ)印迹介孔吸附资料与传统资料比较具有更快的吸附动力学功用与较高的吸附容量。(4)将本文所树立的办法使用于实践金属样品浸提液的检测中,结合办法验证程序,本文的办法检出限为0.0270ug/mL,定量限为0.0361ug/mL,实践金属样品浸提液的加标试验标明对Cr(Ⅲ)的收回率在96.8%～104.6%之间,相对标准偏差(RSD)在0.3%～1.1%之间;Cr(Ⅵ)收回率在99%～101%之间,相对标准偏差(RSD)在0.2%～1.1%之间。阐明该办法的精确度杰出,可用于对实践样品的剖析。

【学位颁发单位】：东华大学
【学位等级】：硕士
【学位颁发年份】：2018
【分类号】：X703;O647.33