巰基硅烷改性多壁碳納米管的合成及其對(duì)鎘和鉛的吸附性能研究.pdf

1、本研究以多壁碳納米管以及硅烷偶聯(lián)劑3-巰丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)為原材料，制備了巰基硅烷改性多壁碳納米管，并用批量吸附實(shí)驗(yàn)法將其應(yīng)用于水體重金屬離子鎘、鉛的去除中，對(duì)影響去除重金屬的影響因素以及吸附機(jī)理進(jìn)行了初步研究，取得了以下研究結(jié)果和結(jié)論:
　　1.利用3-巰丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)做硅烷偶聯(lián)劑將多壁碳納米管(MWCNTs)改性制備巰基硅烷改性多壁碳納米管(SH-MWCNTs)。利用掃描電鏡(SEM)、X射線光子能

2、量?jī)x(EDS)、紅外光譜(FT-IR)對(duì)SH-MWCNTs進(jìn)行表征。結(jié)果表明:SEM、EDS與FT-IR圖譜顯示MPTMS已成功接枝到MWCNTs表面，成功制備了SH-MWCNTs。
　　2.通過(guò)巰基硅烷改性多壁碳納米管(SH-MWCNTs)對(duì)水中鎘的吸附實(shí)驗(yàn)，研究了溶液初始pH、吸附劑投加量、吸附時(shí)間、溶液初始Cd2+濃度等因素對(duì)吸附效果的影響，分析了吸附動(dòng)力學(xué)特征及吸附等溫線特征。結(jié)果表明:吸附時(shí)間為90min，pH為4時(shí)吸附

3、效果最佳，吸附量隨SH-MWCNTs投加量、Cd2+濃度的增加而增大;吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線研究表明:SH-MWCNTs對(duì)Cd2+的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)線性方程，吸附等溫線符合Freundlich、Langmuir兩種模型，吸附以單分子層吸附為主，也存在層間擴(kuò)散的多層吸附。
　　3.通過(guò)巰基硅烷改性多壁碳納米管(SH-MWCNTs)對(duì)水中鉛的吸附實(shí)驗(yàn)，研究了溶液初始pH、吸附時(shí)間、溶液初始Pb2+濃度、吸附溫度等因素對(duì)吸附效果的影

4、響，分析了吸附動(dòng)力學(xué)特征、吸附等溫線特征以及吸附熱力學(xué)特征。結(jié)果表明:吸附時(shí)間為60min，pH為5時(shí)吸附效果最佳，吸附量隨Pb2+濃度、溫度的增加而增大;吸附動(dòng)力學(xué)、吸附等溫線以及吸附熱力學(xué)研究表明:SH-MWCNTs對(duì)Pb2+的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)線性方程，吸附等溫線符合Langrnuir模型，主要為單分子層吸附，吸附熱力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫有利于吸附的進(jìn)行，且是自發(fā)反應(yīng)。
　　基于以上研究結(jié)果可知，巰基硅烷改性多