POSS改性介孔分子篩去除飲用水中氨氮的研究.pdf

1、本課題研究工作致力于合成介孔材料，尋找合適的原料合成POSS材料來改性介孔材料，使改性后的分子篩能夠提高去除飲用水中氨氮的效率。
　　研究用正硅酸乙酯為硅源，P123為模板劑，采用水熱晶化法直接合成出SBA-15分子篩。用稻殼灰和3-甲氧基巰丙基硅烷為原料用溶膠-凝膠法分別合成八聚四甲基銨POSS和八聚巰丙基POSS。然后對這兩種POSS材料進(jìn)一步官能化，分別改性介孔材料SBA-15分子篩，得到POSS-COOH和POSS-SO3

2、H改性SBA-15分子篩。
　　對合成出的材料進(jìn)行了以下表征：質(zhì)譜、紅外光譜（FT-IR）、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、小角XRD、氮?dú)馕?脫附分析。合成的POSS材料用質(zhì)譜進(jìn)行表征，分析表明有相應(yīng)的POSS材料生成，并進(jìn)一步用紅外光譜進(jìn)行分析驗(yàn)證POSS的生成。采用小角XRD表征了SBA-15和改性的分子篩的結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示分子篩的二維六方的形態(tài)沒有發(fā)生改變。紅外光譜被用來顯示改性后官能團(tuán)的變化，譜圖中特征峰的出現(xiàn)說

3、明了POSS分子篩與分子篩鏈接起來。三種分子篩的微觀結(jié)構(gòu)用透射電鏡進(jìn)行表征，通過TEM清楚的看到改性劑進(jìn)入分子篩后內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。SEM照片清楚的反應(yīng)了顆粒的表面形貌的變化，因此對三種分子篩進(jìn)行了SEM表征，通過照片可以清楚的看到顆粒尺寸、形狀的變化。運(yùn)用各種模型，通過氮?dú)馕?脫附分析定量的計(jì)算出三種孔材料比表面積、孔徑、孔容的大小，與SBA-15分子篩相比，POSS-COOH改性的分子篩平均孔徑變大，孔容變小，比表面積變小，而POS

4、S-SO3H改性的分子篩平均孔徑、孔容、比表面積都變小，定量的證實(shí)了POSS改性劑對分子篩的影響。
　　合成出的三種分子篩用于飲用水中氨氮的去除。研究了吸附時(shí)間、吸附溫度、氨氮濃度等因素對吸附量和去除效率的影響，比較了三種分子篩去除氨氮的效果，結(jié)果顯示吸附時(shí)間越長，吸附量越大。吸附溫度越高，吸附率越高。起始濃度越大，越有利于吸附。分子篩投加量越大，吸附量越大。同時(shí)兩種改性分子篩中，POSS-SO3H改性分子篩去除氨氮的效率更高。<