硅膠雜化材料的制備及其吸附性能研究.pdf

1、本文選用對金屬離子有選擇絡(luò)合作用的，常用作汞離子掩蔽劑的硫脲（TU）作為有機修飾物，無機硅膠（SiO2）為載體，通過硅烷偶聯(lián)劑固定法，將有機硫脲固載于無機硅膠表面，合成了無機硅膠雜化材料硫脲基硅膠（TU/SiO2）。首先利用氯丙基偶聯(lián)劑對無機硅膠表面進行偶聯(lián)反應(yīng)，生成氯丙基硅膠（CP-SiO2），然后硫脲與氯丙基硅膠發(fā)生氯取代反應(yīng)生成硫脲基硅膠。考察了合成條件對硫脲基硅膠制備反應(yīng)的影響，最終確定合成條件為：以表面氯基含量為1.68mmo

2、l/g的 CP-SiO2為基準，mCP-SiO2/g=5，mTU/g=2，mKI/g=0.6，VCH3CH2OH/mL=50，溫度為348K，反應(yīng)時間為24h。最終合成的產(chǎn)物硫脲基硅膠對汞離子有優(yōu)良的吸附容量及吸附選擇性。
　　采用靜態(tài)法研究 TU/SiO2材料對 Hg2+的靜態(tài)吸附性能?？疾炝烁黛o態(tài)吸附條件對吸附性能的影響，隨著溶液的pH值增大，溫度的升高及金屬離子濃度的增大，TU/SiO2材料對Hg2+的吸附容量增大。用吸附模

3、型對等溫吸附過程進行擬合，結(jié)果表明TU/SiO2材料對Hg2+的吸附平衡符合Langmuir模型，即吸附過程為單分子層吸附過程；由Freundlich等溫方程線性擬合得出的1/n介于0.1-0.5，表明TU/SiO2材料吸附Hg2+的是比較容易進行的。熱力學(xué)數(shù)據(jù)ΔH0>0，ΔS0>0，ΔG0＜0，說明該吸附過程是一個自發(fā)進行的吸熱、固液界面趨于無序的過程，而|ΔH0|＜|TΔS0|，表明該吸附過程主要由熵變控制。對靜態(tài)吸附過程進行動力學(xué)

4、模型擬合，結(jié)果表明可以用準二級動力學(xué)模型描述TU/SiO2對Hg2+的吸附過程。
　　采用動態(tài)法研究 TU/SiO2材料對 Hg2+的動態(tài)吸附性能。對單組分動態(tài)吸附的研究結(jié)果表明，增大進液流量、Hg2+的濃度，都會減少穿透時間及耗竭時間，而降低進液流量、增大金屬離子濃度有利于提高材料的飽和吸附容量。對汞鋅雙組分的研究結(jié)果表明，TU/SiO2材料對Hg2+有明顯吸附選擇性，Hg2+、Zn2+在吸附材料表面會同時發(fā)生競爭吸附和置換吸附