介孔二氧化硅材料重金属离子吸附性能研究毕业论文
介孔二氧化硅的制备及其表面吸附性质研究(2)
有序多孔材料具有大量纳米孔道,结构空旷,表面积巨大,在光、电、磁、催化、生物医药、传感和纳米工程等方面都有巨大潜在应用价值,已成为一个新兴的蓬勃发展的跨学科研究领域。经过15多年的研究,一大批孔径可调,组成可变、形貌多样、孔道形状不一,且孔道排列方式多样化的新型介孔材料被不断的合成出来。从起初的纯二氧化硅介孔分子筛到各种非硅骨架的介孔材料,从无机介孔骨架到无机.有机介孔骨架,再到纯有机骨架的介孔材料:从具有单一功能的介孔材料,到具有各种复合功能的介孔材料;从有机模板自组装合成法到无机模板浇铸法,另外到已开始出现的无机.有机混合模板法等,人们已经取得了很多突出的成绩。然而,介孔材料的研究中仍然存在许多未知和不足需要我们探索和寻求解决之法。开发简单、快速、经济、普适、易重复、能大规模生产高质量介孔材料的新方法,探索介孔材料本身的新功能,并不断推进介孔材料在各领域中的新应用,逐步实现介孔材料的实用化仍有大量的工作需要我们去做。这个征途中充满了众多挑战和机遇。
5.学位论文杨隋全氟羧酸诱导下新型多孔二氧化硅材料的合成与表征2007
近年来,随着纳米技术的迅速发展,多孔材料以其种种特异的性能,在科学研究与技术应用上都引起了人们极大的兴趣。1992年Mobil公司首次发明了以超分子模板法合成介孔氧化硅分子筛M41S(MCM-41、MCM-48、MCM-50),从而将多孔材料从微孔扩展到介孔,在微孔材料与大孔材料之间架起了一座桥梁。之后,越来越多的研究者以超分子模板法合成出具有不同特定形貌和新型孔道结构等具有特殊性质的介孔材料。在某种程度上,人们已经可以对不同尺度上的微孔、介孔和大孔材料进行控制合成。其中,螺旋介孔材料以其特殊的形貌和新颖的手性孔道成为最近科学研究的热点。这种孔道的非对称空间为多种非对称应用提供了合适的场所,如在手性合成、手性分离以及手性催化等方向有潜在的应用价值。同时,在最近的研究中,为了实现对客体分子的高储藏量及其释放行为的控制,一类具有规则孔道的介孔SiO2空心球材料也使许多科研工作者投入到这一领域。目前已经合成出许多具有不同尺寸大小,墙壁厚度以及不同的壳层孔道结构的介孔二氧化硅空心球材料。在本论文中,我们主要就从以上两个方面开展研究工作。
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，重金属离子污染问题日益严重，对环境和人类健康构成了严重威胁。
因此，研究和开发高效的重金属离子吸附材料，对于环境保护和人类健康具有重要意义。
本文旨在研究重金属离子吸附材料的制备方法及其性能，为相关领域的研究和应用提供参考。
二、制备方法1. 材料选择本研究所用的主要原料包括高分子材料、无机非金属材料等。
这些材料具有良好的化学稳定性和吸附性能，适用于重金属离子的吸附。
2. 制备过程（1）首先，将所选材料进行预处理，如清洗、干燥等。
（2）然后，将预处理后的材料进行化学或物理改性，以提高其吸附性能。
（3）最后，将改性后的材料进行成型、烧结等工艺，制备出重金属离子吸附材料。
三、性能研究1. 吸附性能本研究所制备的重金属离子吸附材料具有良好的吸附性能。
在实验条件下，该材料对多种重金属离子具有较高的吸附容量和较快的吸附速度。
此外，该材料还具有较好的再生性能，可重复使用。
2. 化学稳定性该重金属离子吸附材料具有良好的化学稳定性，能够在不同pH值、温度和盐浓度等条件下保持较好的吸附性能。
这表明该材料在实际应用中具有较好的适应性和稳定性。
3. 选择性吸附性能该重金属离子吸附材料还具有较好的选择性吸附性能。
在不同重金属离子共存的情况下，该材料能够优先吸附目标离子，从而实现目标离子的有效分离和回收。
四、应用前景本研究制备的重金属离子吸附材料具有良好的应用前景。
首先，该材料可广泛应用于工业废水、生活污水等领域的重金属离子去除和回收。
其次，该材料还可用于土壤修复、地下水净化等领域，有效降低重金属离子对环境和人类健康的影响。
此外，该材料还可用于贵重金属的回收和提纯等领域，具有较高的经济价值。
五、结论本研究成功制备了具有良好吸附性能、化学稳定性和选择性吸附性能的重金属离子吸附材料。
该材料在工业废水、生活污水、土壤修复、地下水净化等领域具有广泛的应用前景。
通过进一步研究和优化制备工艺，有望提高该材料的吸附性能和选择性，为重金属离子污染治理和资源回收提供更加高效、环保的材料。
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》范文
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业的快速发展，重金属离子污染已成为一个严重的环境问题。
这些重金属离子，如铅、镉、铬等，具有很高的毒性和环境危害性。
因此，对重金属离子吸附材料的研究成为了当前环保领域的一个重点研究方向。
本文以制备高性能的重金属离子吸附材料为目标，探讨其制备过程及其性能。
二、材料制备本实验以某种高分子化合物作为基材，以含硫或氮等基团的物质为功能团进行表面改性，进而合成重金属离子吸附材料。
制备步骤包括以下几个阶段：（一）原材料准备选用适宜的高分子化合物（如聚丙烯酰胺）作为基材，并准备含硫或氮等基团的物质（如巯基乙酸或氨丙基三甲氧基硅烷）。
（二）材料合成将基材与功能团物质混合，在适当的温度和pH值条件下进行反应，生成重金属离子吸附材料。
（三）材料处理将合成后的材料进行洗涤、干燥等处理，以去除杂质并提高材料的纯度。
三、性能研究（一）吸附性能测试采用静态吸附法对制备的重金属离子吸附材料进行性能测试。
首先，将一定浓度的重金属离子溶液与吸附材料混合，然后观察并记录其吸附过程，通过测定吸附前后溶液中重金属离子的浓度变化，来评估材料的吸附性能。
实验发现，该吸附材料对重金属离子的吸附性能优良，特别是在较低的初始浓度下具有较高的吸附率。
（二）影响因素研究通过实验研究了pH值、温度、时间等因素对吸附性能的影响。
结果表明，在一定的pH值范围内（如pH 4-6），温度为室温时，吸附效果最佳。
此外，随着吸附时间的延长，吸附量逐渐增加，但达到一定时间后，吸附量趋于稳定。
（三）再生性能研究为了评估材料的实际应用价值，我们还研究了材料的再生性能。
通过一定的解吸条件（如改变pH值、加入解吸剂等），使吸附在材料上的重金属离子脱离，从而实现材料的再生。
实验表明，该材料具有良好的再生性能，经过多次再生后仍能保持良好的吸附性能。
四、结论本文成功制备了一种高性能的重金属离子吸附材料，并对其性能进行了深入研究。
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业的快速发展和环境污染的日益严重，重金属离子污染已成为一个全球性的环境问题。
重金属离子如铅、镉、汞等，由于其难以降解且具有生物累积性，对环境和人类健康造成了严重威胁。
因此，开发高效的重金属离子吸附材料，对于治理重金属离子污染具有重要意义。
本文旨在研究重金属离子吸附材料的制备方法及其性能，以期为相关研究提供参考。
二、重金属离子吸附材料的制备（一）实验材料与设备实验所需材料包括：吸附剂原料、化学试剂、溶剂等；实验设备包括：搅拌器、烘箱、粉碎机、反应釜等。
（二）制备方法本文采用一种新型的制备方法，以某种天然材料为原料，通过改性处理，提高其对重金属离子的吸附性能。
具体步骤如下：1. 对天然材料进行预处理，如清洗、干燥、粉碎等；2. 将预处理后的天然材料与化学试剂混合，进行改性处理；3. 将改性后的材料进行烘干、粉碎，得到重金属离子吸附材料。
三、重金属离子吸附材料的性能研究（一）吸附性能测试采用批量平衡法测定吸附材料的吸附性能。
将一定浓度的重金属离子溶液与吸附材料混合，在恒温条件下进行吸附实验，测定不同时间点溶液中重金属离子的浓度，计算吸附量和吸附速率。
（二）影响因素分析1. pH值：研究pH值对吸附性能的影响，通过调整溶液的pH值，观察吸附量的变化；2. 温度：研究温度对吸附性能的影响，通过在不同温度下进行吸附实验，观察吸附量的变化；3. 吸附时间：研究吸附时间对吸附性能的影响，通过测定不同时间点的吸附量，绘制吸附曲线。
（三）性能评价通过对实验数据的分析，评价制备得到的重金属离子吸附材料的性能。
主要评价指标包括：吸附容量、吸附速率、选择性等。
同时，对吸附材料的再生性能进行考察，以评估其在实际应用中的可持续性。
四、结果与讨论（一）实验结果1. 不同条件下重金属离子吸附材料的吸附性能数据；2. pH值、温度、吸附时间对吸附性能的影响；3. 吸附材料的再生性能数据。
重金属离子吸附材料的制备及性能研究
重金属离子吸附材料的制备及性能研究重金属离子吸附材料的制备及性能研究摘要：随着环境污染的日益严重，重金属离子的吸附处理成为保护水环境的重要手段之一。
本文主要研究了重金属离子吸附材料的制备方法，以及吸附材料的性能评价。
通过实验研究发现，不同制备方法对吸附材料的性能有着显著影响，表面化学修饰、孔径分布以及表面亲水/疏水性等特性的调控都能有效提高吸附性能。
1. 引言重金属离子污染对人类健康和生态环境造成了严重的危害，因此需研究并开发高效的吸附材料来降低污染物浓度。
本文将介绍几种常见的重金属离子吸附材料的制备方法，并探讨其性能差异。
2. 吸附材料的制备方法2.1 活性炭吸附材料制备活性炭是一种常用的吸附材料，其制备过程中需要进行物理或化学活化来增加其孔容和吸附能力。
常见的活化方法包括：高温炭化、化学活化和物理活化。
利用这些方法，制备出具有高比表面积和可调孔径的活性炭吸附材料，用于去除重金属离子。
2.2 生物质吸附材料制备生物质是一类来源广泛、价格低廉的吸附材料。
其制备方法包括炭化、磷酸处理、表面功能化等。
经过处理后，生物质吸附材料能够通过生物吸附、化学吸附和物理吸附等机制有效吸附重金属离子。
2.3 纳米材料吸附材料制备纳米材料因其特殊的结构和表面性质，被广泛研究和应用于重金属离子吸附材料的制备中。
研究发现，纳米材料的尺寸、形貌和表面电荷等对其吸附性能产生重要影响。
因此，通过调控制备条件，制备不同形态的纳米材料，可以优化吸附材料的性能。
3. 吸附材料的性能评价3.1 吸附性能的测定吸附性能是评价吸附材料优劣的重要指标。
常见的吸附性能测定方法包括等温吸附实验和动态吸附实验。
等温吸附实验通过测定吸附剂与溶液中重金属离子的平衡吸附量，了解吸附平衡状态。
动态吸附实验则模拟了实际应用中的吸附过程，用以评价吸附速率。
3.2 吸附机理的研究对吸附机理的研究可以帮助理解吸附材料的吸附性能及其与重金属离子之间的相互作用，从而优化吸附材料的制备方法。
重金属离子吸附材料的制备及性能研究
重金属离子吸附材料的制备及性能研究一、内容综述随着现代工业的迅猛发展，重金属离子污染问题日益严重，对生态环境和人类健康造成了极大威胁。
开发高效、环保的重金属离子吸附材料显得尤为重要。
国内外学者在重金属离子吸附材料的研究方面取得了丰硕的成果。
本文旨在对近年来重金属离子吸附材料的研究进展进行综述，以期为相关领域的研究提供一定的参考。
关于重金属离子吸附材料的研究主要集中在天然高分子材料、合成高分子材料和生物吸附材料等方面。
天然高分子材料如淀粉、纤维素等虽然来源广泛、成本低廉，但其吸附性能相对较差，难以满足实际应用的需求。
合成高分子材料如聚丙烯酸、聚马来酸酐等具有较高的吸附容量和可调控的吸附性能，但合成过程复杂，且残留单体可能导致二次污染。
生物吸附材料如藻类、微生物等具有可再生、易生物降解等优点，但仍存在吸附容量有限的问题。
为了克服上述局限，研究者们开始尝试将多种材料的优点进行结合，以制备出具有更高吸附性能的重金属离子吸附材料。
将天然高分子材料与合成高分子材料复合，或与生物吸附材料融合，以充分发挥各自的优势。
通过优化吸附剂的制备工艺、改性方法以及吸附条件等手段，进一步提高吸附效率、选择性和稳定性，也是当前研究的重要方向。
值得指出的是，针对特定重金属离子的吸附材料研究也取得了显著进展。
如针对Cu2+、Zn2+、Cd2+等重金属离子，研究者们已经成功开发出具有高选择性和高吸附容量的吸附材料。
这些材料在重金属离子的去除与回收方面具有重要的应用价值。
重金属离子吸附材料的研究已经取得了一定的成果，但仍需在吸附材料的设计、制备方法和应用性能等方面进行深入研究，以满足日益严重的重金属离子污染治理需求。
特别是在环保法规日益严格和人们对环境保护要求的不断提高的背景下，开发高效、环保的重金属离子吸附材料具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
1. 重金属离子污染的严重性和普遍性随着工业化的快速发展，重金属离子污染已经成为一个全球性的环境问题。
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》范文
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，重金属离子污染问题日益突出，对于环境和人类健康构成了严重威胁。
因此，开发高效、环保的重金属离子吸附材料成为当前研究的热点。
本文旨在研究重金属离子吸附材料的制备方法及其性能，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、制备方法1. 材料选择制备重金属离子吸附材料的主要原料包括基体材料、吸附剂和助剂等。
基体材料一般选用具有较大比表面积和多孔结构的材料，如活性炭、硅藻土等。
吸附剂则选用具有较强吸附能力和选择性的化学物质，如有机配体、无机化合物等。
助剂则用于改善材料的性能，如增强吸附能力、提高稳定性等。
2. 制备过程制备过程主要包括混合、成型、干燥、烧结等步骤。
首先，将基体材料、吸附剂和助剂按一定比例混合均匀，然后进行成型，如压制、挤出等。
接着进行干燥处理，以去除水分。
最后，进行烧结处理，使材料具有一定的强度和稳定性。
三、性能研究1. 吸附性能重金属离子吸附材料的吸附性能是其最重要的性能指标。
通过实验测定，该材料对重金属离子的吸附能力较强，且选择性好，能够有效地去除水中的重金属离子。
此外，该材料还具有较快的吸附速度和较高的吸附容量。
2. 稳定性稳定性是衡量材料性能的重要指标之一。
该重金属离子吸附材料在酸、碱、盐等不同环境下均表现出较好的稳定性，能够长期稳定地吸附重金属离子。
3. 可再生性该材料在吸附饱和后，可以通过一定的方法进行再生，重复使用。
再生过程中，材料的性能基本不变，且再生后的吸附能力与新制备的材料相当。
四、应用前景重金属离子吸附材料在环境保护、水资源净化、废水处理等领域具有广泛的应用前景。
该材料可以用于处理含有重金属离子的工业废水、生活污水等，有效地去除水中的重金属离子，保护环境和人类健康。
此外，该材料还可以用于土壤修复、固体废弃物处理等领域。
五、结论本文研究了重金属离子吸附材料的制备方法及其性能，通过实验测定，该材料具有较好的吸附性能、稳定性和可再生性。
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》范文
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业的快速发展，重金属离子污染已成为一个严重的环境问题。
如何有效地去除和回收废水中的重金属离子已成为一个迫切的科研课题。
本论文着重探讨了重金属离子吸附材料的制备及性能研究，通过探索合适的材料和制备工艺，以实现高效的吸附性能和优良的再生能力。
二、材料制备（一）实验材料本实验所使用的材料主要包括吸附剂原料（如活性炭、硅基材料等）、重金属离子溶液以及必要的化学试剂等。
（二）制备方法本实验采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧工艺制备重金属离子吸附材料。
具体步骤如下：首先，将吸附剂原料按照一定比例混合，加入适量的化学试剂进行预处理；然后，通过溶胶-凝胶法形成凝胶体；最后，进行高温煅烧处理，得到所需的吸附材料。
三、性能研究（一）吸附性能测试本实验通过静态吸附法测试所制备的重金属离子吸附材料的吸附性能。
具体而言，将一定浓度的重金属离子溶液与吸附材料进行接触，在一定的温度和时间条件下进行吸附反应，然后测定反应前后溶液中重金属离子的浓度变化，从而得到吸附材料的吸附性能数据。
（二）吸附动力学研究为了研究吸附过程的动力学特性，本实验采用了动力学模型对实验数据进行拟合。
通过对不同时间点的吸光度进行测定，分析了不同时间段内重金属离子的吸附情况，为优化吸附条件提供了依据。
（三）再生性能研究本实验通过循环再生实验评估了所制备的重金属离子吸附材料的再生性能。
在经过一定次数的吸附-解吸过程后，观察吸附材料的结构变化和吸附性能的变化，以评估其再生能力。
四、结果与讨论（一）实验结果通过实验，我们得到了不同条件下制备的重金属离子吸附材料的性能数据。
具体而言，我们研究了不同原料配比、煅烧温度和时间等因素对吸附性能的影响。
同时，我们还对吸附动力学和再生性能进行了深入研究。
（二）结果分析通过对实验数据的分析，我们发现所制备的重金属离子吸附材料具有较高的吸附性能和良好的再生能力。
此外，我们还发现原料配比、煅烧温度和时间等因素对吸附性能具有显著影响。
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》范文
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，重金属离子污染问题日益严重，对环境和人类健康造成了巨大的威胁。
因此，开发高效、环保的重金属离子吸附材料显得尤为重要。
本文旨在研究重金属离子吸附材料的制备方法及其性能，为解决重金属离子污染问题提供新的思路和方法。
二、文献综述重金属离子吸附材料的研究已经取得了显著的进展。
目前，常见的吸附材料包括活性炭、生物质吸附剂、纳米材料等。
这些材料在吸附重金属离子方面具有一定的效果，但仍然存在吸附容量低、选择性差、易受共存离子干扰等问题。
因此，研究新型的重金属离子吸附材料具有重要的意义。
近年来，新型的重金属离子吸附材料如金属有机框架（MOFs）、纳米复合材料等逐渐成为研究热点。
三、实验部分（一）实验材料与设备本实验所需材料包括吸附剂原料、重金属离子溶液、其他化学试剂等。
设备包括搅拌器、恒温振荡器、离心机、分光光度计等。
（二）实验方法1. 吸附剂制备：采用溶剂热法、化学沉淀法等方法制备重金属离子吸附材料。
具体步骤包括混合原料、搅拌、陈化、洗涤、干燥等。
2. 性能测试：将制备好的吸附剂与重金属离子溶液混合，进行恒温振荡吸附实验。
通过分光光度计测定溶液中重金属离子的浓度，计算吸附容量和吸附效率。
四、结果与讨论（一）制备结果通过溶剂热法、化学沉淀法等方法成功制备了重金属离子吸附材料。
制备过程中，通过调整原料配比、反应温度、时间等参数，得到不同形貌、孔径和比表面积的吸附剂。
（二）性能分析1. 吸附容量：在一定的条件下，测定不同吸附剂对重金属离子的吸附容量。
结果表明，所制备的吸附剂具有较高的吸附容量，能够有效地去除重金属离子。
2. 吸附效率：通过恒温振荡实验，测定吸附剂对重金属离子的吸附效率。
结果表明，所制备的吸附剂具有较快的吸附速度和较高的吸附效率。
3. 选择性：在不同共存离子的条件下，测定吸附剂对重金属离子的选择性。
结果表明，所制备的吸附剂具有良好的选择性，能够有效地去除目标重金属离子。
氨基改性介孔二氧化硅的制备及其吸附性能研究
氨基改性介孔二氧化硅的制备及其吸附性能研究
氨基改性介孔二氧化硅（Aerogels Modified by Amines）是一种吸附行为活跃的多晶硅材料，由低比表面积硅框架和多种改性表面单体组成，具有轻质、高绝热性、大的比表面积、表面羟基性等优异性能，在环境科学领域拥有广泛的应用潜力。
本文主要研究了以氨基酸和砜为改性剂，合成氨基改性介孔二氧化硅（Aerogels Modified by Amines）的制备方法及其吸附性能。
首先，通过加入氨基酸和砜，在合成气凝胶液中形成氨基改性剂基团，以获得氨基改性二氧化硅，随后，在条件下对其进行壳固化反应，使氟化钙微晶重新以溶体的形式释放，表面活性剂的自由缓冲空间因表面上的反应减少，最终得到氨基改性介孔二氧化硅。
然后，以铵态铁离子为模型考察该材料的吸附性能，结果表明，该材料的最大吸附量约为94.01 mg/g，当pH值从3.0升至9.0时，氨基改性介孔二氧化硅的吸附量基本不发生变化，表明其有较高的稳定性。
实验证明，氨基改性介孔二氧化硅具有较好的吸附性能，较硅胶强烈吸附力和大的化学耐久性。
本研究结果表明，氨基改性介孔二氧化硅具有较好的吸附性能，为进一步的研究和应用提供了一种新型的有机-无机复合材料。
氨基改性介孔二氧化硅的制备及其吸附性能研究_杨娜
别 将 ２０ ｍｇ 的 ｍ－ＭＣＦ 和 ｍ－ＳＢＡ－１５ 与 ２０ ｍＬ 铜 离 子浓度为 ９５．７ ｍｇ·Ｌ－１ 的硝酸铜溶液混合， 室温下搅 拌 ２４ ｈ， 离 心 ， 上 层 清 液 取 出 用 原 子 吸 收 光 谱 仪 检 测其铜离子浓度。
本工作将扩孔与功能基团改性相结合， 制备得 到具有特殊三维较大孔道、表面氨基改性的介孔二
收稿日期： ２００７－０６－０５。收修改稿日期： ２００７－０７－３０。 国 家 自 然 科 学 基 金（Ｎｏ．５０５７３０１３）和 上 海 市 科 委（Ｎｏ．０５ＺＲ１４０７７）资 助 项 目 。 ＊ 通讯联系人。Ｅ－ｍａｉｌ： ｓｍｚｈｕ＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 第一作者： 杨 娜， 女， ２３， 硕士研究生； 研究方向： 纳米复合材料。
图 ２ ｍ－ＭＣＦ 与 ＭＣＦ 样品的红外谱图 Ｆｉｇ．２ ＦＴＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｍ－ＭＣＦ ａｎｄ ＭＣＦ ｓａｍｐｌｅｓ
改性材料中 ＡＰＴＥＳ 的含量， 由样品的热失重曲 线估算。温度由室温升至 １５０ ℃， ｍ－ＭＣＦ 孔道中自 由吸附的水分子逐渐脱出，对应的 ＴＧ 曲线上出现一 个约 ５％的失重。温度达到 ２００ ℃时，ＡＰＴＥＳ 中的有 机基团开始分解。当温度继续升至 ８００ ℃时，样品质 量基本趋于稳定。计算得到 ｍ－ＭＣＦ 中 ＡＰＴＥＳ 的含 量约为总质量的 １４％。 ２．３ 氮气吸附分析
摘要： 合成了一种具有较大孔径的氨基改性介孔二氧化硅材料（ｍ－ＭＣＦ）。通过 ＸＲＤ、ＴＥＭ、低温氮吸附、ＴＧＡ、ＦＴＩＲ 以及原子吸 收光谱（ＡＡＳ）等表征方法对产物的结构和性能进行的分析表明： 利用三甲基苯为扩孔剂制备得到的介孔材料具有较 大 的 孔 径 ， 有利于功能基团对孔内表面 的 改 性 。 当 氨 基 改 性 介 孔 材 料 后 ， 该 材 料 仍 然 保 留 较 大 的 孔 径（２２ ｎｍ）和 较 高 的 比 表 面 积（４４４ ｍ２· ｇ－１）。研究发现：与改性而未扩孔的介孔二氧化硅 ＳＢＡ－１５ 相比， 该材料对铜离子的吸附能力提高了 ２ 倍。
磁性复合粒子Fe3O4@mSiO2-NH2的制备、性能及应用研究-毕业论文
本科毕业设计(论文)题目：磁性复合粒子Fe3O4@mSiO2-NH2的制备、性能及应用研究学生姓名：学号：专业班级：材料化学指导教师：XXXXXXXXXXXXXXX20XX 年 6 月 16 日磁性复合粒子 Fe 3O 4@mSiO 2-NH 2 的制备、性能及应用研究摘要作为同时具备磁性和纳米尺度特性的特殊纳米粒子，Fe 3O 4 在越来越多的领域表现出巨大的应用潜力。
首先通过高温分解和修饰的 Stober 方法制备表面包覆介孔二氧化硅的 Fe 3O 4 粒子并采用硅烷试剂对其表面修饰；然后采用 X 射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和 BET 等技术对所制备的粒子 进行结构、形貌和性能表征；最后探索粒子吸附重金属离子的能力。
结果表明，粒子在包覆前后分别为立方体和球形，尺寸分别在 40-70 nm 和 220-260 nm ，降低前驱体浓度和反应时间可获得更薄的 SiO 2 壳；复合粒子平均孔径和表面积分别为 2.6 nm 和 675m 2·g -1；另外复合粒子磁性得以保留且对 Fe3+具有较大吸附量，达 20.66 mg·g -1。
本课题研究结果对磁性复合粒子在水质处理方面的应用具有重要指导意义。
关键词：磁性复合粒子；高温分解法；介孔二氧化硅；表面功能化；磁分离Research of preparation、properties and application forFe3O4@mSiO2-NH2AbstractFe3O4, as a kind of nanoparticles with magnetic properties and nanoscale features are used in more and more fields, expressing their great potential application. Firstly, we prepared magnetite by thermal decomposition of iron(Ⅲ) acetylacetonate, modifying it with oleic acid in order to improve the dispersion and stability of nanoparticles and provide possibilities for post-process. Secondly, Fe3O4nanoparticles were coated by a layer of mesoporous silica using modified Stober method for the application in water treatment. Then structural and magnetic properties were characterized by XRD, SEM, FT-IR, vibrating sample magnetometer (VSM) and BET techniques. Finally，the abilities of particles in removing heavy metal ions was researched. Obtained results revealed that decreasing the precursor concentration and the reaction time decreases the thickness of the silica shell. Before and after coating, particles were cubic and spherical with average size of 40-70 nm and 220-260 nm respectively. The as–prepared composite particles had an average pore size of 2.6 nm and a high surface area of 675 m2·g-1. After silica coating, the Fe3O4@mSiO2maintained the magnetic properties and had a relatively large adsorption capacity for Fe3+; up to 20.66 mg of Fe per g of adsorbent. These results demonstrate the special structure and properties of nanocomposites and imply the prospective application in water treatment.Keywords：Magnetic composite particles；Thermal decomposition；Mesoporoussilica；Surface functionalization；Magnetic separation目录第 1 章绪论 (1)1.1 磁性纳米粒子的性质及合成 (1)1.1.1 磁性纳米粒子的性质 (1)1.1.2 磁性纳米粒子的制备 (2)1.2 磁性纳米粒子的表面功能化 (6)1.2.1 有机材料功能化 (6)1.2.2 无机材料功能化 (12)1.2.3 小结 (14)1.3 磁性纳米粒子的应用领域 (15)1.3.1 磁性纳米粒子在医学领域的应用 (15)1.3.2 磁性纳米粒子在催化领域的应用 (16)1.3.3 磁性纳米粒子在环境领域的应用 (17)1.4 本论文的选题意义和主要研究内容 (18)第 2 章Fe3O4@mSiO2-NH2磁性粒子的制备及表征 (19)2.1 实验材料及实验仪器 (19)2.1.1 实验材料 (19)2.1.2 实验仪器 (19)2.2 Fe3O4@mSiO2-NH2复合粒子的制备 (20)2.2.1 制备油酸稳定的 Fe3O4纳米粒子 (20)2.2.2 介孔二氧化硅包覆 Fe3O4 (20)2.2.3 表面氨基功能化 (21)2.3 制备粒子的表征方法 (21)2.3.1 XRD 测定 (21)2.3.2 红外光谱测定 (21)2.3.3 扫描电子显微镜 (22)2.3.4 Zeta 电势测定 (22)2.3.5 磁性测定 (22)中国石油大学(华东)本科毕业设计(论文)2.3.6 氮气吸附与脱吸附测定 .................................................................................. 22 2.4 结果与讨论 . (23)2.4.1 XRD 表征 ...................................................................................................... 23 2.4.2 红外光谱分析 .................................................................................................. 24 2.4.3 扫描电子显微图像 .......................................................................................... 25 2.4.4 Zeta 电势分析 ................................................................................................ 29 2.4.5 磁性分析 . (30)2.4.6 氮气吸附与脱吸附分析 (31)2.5 小结 (33)第 3 章 Fe 3O 4@mSiO 2-NH 2 磁性复合粒子的应用............................................................. 34 3.1 实验材料及实验仪器 (34)3.1.1 实验材料 (34)3.1.2 实验仪器 .......................................................................................................... 34 3.2 Fe 3O 4@mSiO 2-NH 2 吸附实验 (34)3.2.1 吸附条件的确定 .............................................................................................. 34 3.2.2 饱和吸附量的确定 .......................................................................................... 34 3.2.3 Fe 3+吸附动力学研究 ..................................................................................... 35 3.2.4 吸附 Fe 3+的再生 .............................................................................................. 35 3.3 结果与讨论 . (35)3.3.1 复合粒子添加量的确定 .................................................................................. 37 3.3.2 吸附等温线 ...................................................................................................... 38 3.3.3 动力学研究 ...................................................................................................... 39 3.3.4 吸附剂的再生 .................................................................................................. 39 3.4 小结 . (40)第 4 章 结论 .......................................................................................................................... 41 致 谢 ...................................................................................................................................... 42 参考文献 . (43)第 1 章 绪论近年来，已有大量关于磁性纳米粒子发展的研究[1]。
APTES改性介孔二氧化硅的制备及其对重金属离子的吸附
对重金属离子的吸附
孙静静，许利剑，李 文，汤建新
（湖南工业大学 绿色包装与生物纳米技术应用湖南省重点实验室，湖南 株洲 412007）
摘 要：以介孔二氧化硅为载体，３－ 氨基丙基三乙氧基硅烷（ＡＰＴＥＳ ）为改性剂，成功制备了氨基硅烷
改性介孔硅球。并利用透射电子显微镜、能量色散 Ｘ 射线光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪等对制备的介孔硅
球进行了表征，同时考察了改性后的介孔硅对重金属铅的吸附效应。结果表明：通过改性处理，３ － 氨基丙基
三乙氧基硅烷被成功接枝到介孔硅表面；氨基功能化介孔硅溶胶吸附剂对重金属 Ｐｂ２＋ 具有选择吸附特性，且
吸附量随反应原料中 Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｓ 含量的提高呈现出相应的增加趋势。
关键词：介孔硅；３ － 氨基丙基三乙氧基硅烷；改性硅球；重金属吸附
（1）
式中：Qe 为吸附量；c0 为初始铅离子的浓度；ce 为吸
附平衡时的铅离子浓度；V 为溶液的体积；m 为吸附
剂复合粒子的质量。
２ 结果与讨论
２．１ 改性介孔硅的表征 图 1 是红外光谱仪测定的介孔硅和 APTE 改性介
孔硅的红外吸收光谱。
图 １ 介孔硅及 ＡＰＴＥＳ 改性介孔硅红外光谱图 Ｆｉｇ． １ ＦＩ－ＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｓｉｌｉｃａ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ
APTES改性介孔二氧化硅的制备及其对重金属离子的吸附
２ ０ １ ３年 ３ 月
湖
南 ］ 业
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学
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ＶＯ１ ． ２７ ＮＯ． ２
Ｊ ｏ ｕｒ ｎａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕｎ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏｇ ｙ
Ｍａ ｒ ．ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ０ １ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ — ９ ８ ３ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ４
ＡＰ ＴＥＳ — Ｍｏ ｄ ｉ ｉｅ ｆ ｄ Ｍｅ ｓ ｏ ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ Ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ
Ｉ ｔ ｓ Ａｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｈｅ ａ ｖ ｙ Ｍｅ ｔ ａ ｌ Ｉ ｏ ｎ ｓ
Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｓ改性 介孔二氧化硅 的制备及其 对重金 属离子的吸附
孙静静 ，许利剑 ，李 文 ，汤建新
（ 湖 南Ｔ业大学 绿色包装 与生物纳米技术应用湖 南省重点实验室 ，湖南 株洲 ４ １ ２ ０ ０ ７）
摘
要 ：以介孔二氧化硅 为载体 ，３ 一氨基 丙基三 乙氧基硅 烷 （ Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｓ）为改性 剂 ，成功制备 了氨 基硅 烷
Ｓ ａ ｓ ｍｏ ｄ ｉ ｉｅ ｆ ｒ ． ｔ ｈ ｅ ｍｏｄ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ｍｅ ｓ ｏ ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｅ
ｗａ ｓ ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ． Ｉ ｔ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ （ Ｔ Ｅ Ｍ） ， ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｄ ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｘ － ｒ ａ ｙ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ （ Ｅ ＤＸ） ａ ｎ ｄ Ｆ ｏ ｕ ｒ ｉ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒａ ｆ ｒ ｅ ｄ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ（ Ｆ Ｉ — Ｔ Ｒ） ， ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｖ ｙ ｍｅ ｔ ａ ｌ Ｐ ｂ
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》一、引言随着工业化的快速发展，重金属离子污染问题日益严重，对环境和人类健康造成了巨大的威胁。
因此，研究和开发高效、环保的重金属离子吸附材料显得尤为重要。
本文旨在探讨重金属离子吸附材料的制备方法及其性能研究，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、制备方法1. 材料选择制备重金属离子吸附材料的关键在于选择合适的原材料。
常用的原材料包括活性炭、生物质材料、金属氧化物等。
这些材料具有较高的比表面积和良好的吸附性能，有利于重金属离子的吸附。
2. 制备过程（1）将选定的原材料进行预处理，如磨碎、活化等；（2）通过物理或化学方法将吸附材料的功能基团引入原材料中；（3）将处理后的原材料进行成型、干燥、煅烧等工艺，得到最终的重金属离子吸附材料。
三、性能研究1. 吸附性能（1）重金属离子吸附容量的测定：采用标准溶液法，将不同浓度的重金属离子溶液与吸附材料接触，测定吸附前后的浓度变化，计算吸附容量。
（2）吸附速率的研究：通过改变接触时间，测定不同时间点的吸附量，研究吸附速率的变化规律。
（3）选择性吸附性能的研究：针对多种重金属离子共存的情况，研究吸附材料对不同重金属离子的吸附选择性和顺序。
2. 物理性能（1）比表面积的测定：采用BET法测定吸附材料的比表面积，了解其表面特性。
（2）结构性能的分析：通过X射线衍射、扫描电镜等手段，分析吸附材料的晶体结构和微观形貌。
3. 环境友好性评价（1）再生性能的评价：研究吸附材料的再生性能，评估其在多次使用后的吸附性能变化。
（2）环境安全性评价：对吸附材料进行环境安全性评价，包括生物降解性、无毒性等方面的测试。
四、实验结果与分析1. 制备的重金属离子吸附材料具有良好的吸附性能，对多种重金属离子具有较高的吸附容量。
2. 吸附速率较快，能在短时间内达到较高的吸附效果。
3. 具有良好的选择性吸附性能，针对不同重金属离子的吸附顺序与实际需求相符合。
4. 物理性能方面，比表面积大，晶体结构稳定，微观形貌有利于提高吸附性能。
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，重金属离子污染问题日益突出，其处理和去除技术备受关注。
吸附材料是解决重金属离子污染的有效途径之一。
本文针对重金属离子吸附材料的制备工艺及其性能进行了深入研究，以期为实际应用提供理论支持。
二、制备方法（一）材料选择本文选用的吸附材料主要包括活性炭、氧化铝等具有较大比表面积和良好化学稳定性的材料。
同时，通过引入具有配位能力的官能团，如羧基、氨基等，增强材料对重金属离子的吸附能力。
（二）制备工艺1. 原料预处理：将选用的材料进行清洗、干燥、破碎等预处理，以提高其比表面积和反应活性。
2. 官能团引入：通过化学法或物理法将具有配位能力的官能团引入材料表面。
3. 吸附材料成型：将处理后的材料进行成型，如压片、挤条等，以便于实际应用。
三、性能研究（一）吸附性能1. 吸附容量：在一定的实验条件下，测定吸附材料对重金属离子的最大吸附容量。
实验结果表明，制备的吸附材料具有较高的吸附容量。
2. 吸附速率：研究吸附材料对重金属离子的吸附速率，结果表明，制备的吸附材料具有较快的吸附速率。
3. 选择性吸附：研究吸附材料对不同重金属离子的选择性吸附能力，为实际应用提供依据。
（二）化学稳定性通过酸碱稳定性实验、老化实验等，研究吸附材料在不同环境下的化学稳定性。
实验结果表明，制备的吸附材料具有良好的化学稳定性，可在较宽的pH范围内使用。
（三）再生性能研究吸附材料的再生性能，即吸附饱和后通过一定方法使其恢复吸附能力。
实验表明，制备的吸附材料具有良好的再生性能，可重复使用。
四、结论本文成功制备了具有较高吸附容量、较快吸附速率和良好化学稳定性的重金属离子吸附材料。
通过引入具有配位能力的官能团，增强了材料对重金属离子的吸附能力。
同时，制备的吸附材料具有良好的再生性能，可重复使用。
因此，本文制备的重金属离子吸附材料在工业废水处理、土壤修复等领域具有广阔的应用前景。
五、展望未来研究可在以下几个方面展开：1. 进一步优化制备工艺，提高吸附材料的性能；2. 研究吸附材料对多种重金属离子的协同吸附作用；3. 探究吸附材料在实际应用中的长期性能和稳定性；4. 开发新型的重金属离子吸附材料，以满足不同领域的需求。
重金属离子吸附材料的制备及性能研究
重金属离子吸附材料的制备及性能研究重金属离子吸附材料的制备及性能研究导言重金属离子是指相对原子质量较大、密度较高的金属元素，其离子在环境中容易引发污染问题。
重金属离子污染会对水环境、土壤和大气等造成严重威胁，甚至对人体健康产生不可逆转的影响。
因此，研究和开发高效的重金属离子吸附材料具有重要的意义。
一. 重金属离子的吸附机理1.1 吸附过程重金属离子的吸附过程可分为物理吸附和化学吸附两种机制。
物理吸附是指重金属离子在吸附剂表面通过范德华力或静电引力吸附，吸附反应可逆，吸附强度较弱。
化学吸附是指重金属离子与吸附剂表面活性位点进行键合或配位结合，吸附反应不可逆，吸附强度较强。
1.2 影响因素影响重金属离子吸附的因素包括溶液pH值、吸附时间、吸附剂用量、温度等。
其中，溶液pH值是最为重要的因素，不同pH值下重金属离子的形态和电荷状态会发生变化，从而影响其吸附行为。
二. 重金属离子吸附材料的制备方法2.1 吸附材料的选择常见的重金属离子吸附材料包括活性炭、离子交换树脂、氧化物材料、天然吸附剂等。
选择合适的吸附材料需要考虑其吸附容量、选择性、再生性等特性。
2.2 吸附材料的功能化改性为了提高吸附材料的吸附性能，通常采用功能化改性的方法，即在原有吸附材料的基础上引入其他功能基团。
常用的改性方法包括氧化、还原、磺化、胺化等。
2.3 吸附材料的制备方法常见的吸附材料制备方法包括溶液法、沉积法、共沉淀法、离子交换法等。
其中，溶液法是最常用的制备方法，通过调控反应条件和各组成物质的浓度，可以得到具有不同孔径结构和表面性质的材料。
三. 重金属离子吸附材料的性能研究3.1 吸附性能的评价指标评价重金属离子吸附材料性能的指标包括吸附容量、吸附速度、选择性、再生性等。
吸附容量是指单位质量吸附剂对重金属离子的吸附能力；吸附速度是指单位时间内重金属离子与吸附剂的接触和吸附速率；选择性是指吸附剂对不同重金属离子的偏好程度；再生性是指吸附剂吸附后能否通过适当方法进行再生，并保持较好的吸附性能。
基于介孔SiO2的化学吸附分离研究
基于介孔SiO2的化学吸附分离研究拥有越来越多的生物医学和环境应用，化学吸附分离技术已被广泛研究。
介孔SiO2作为一种有效的吸附材料，其发展也受到越来越多的关注。
介孔SiO2具有独特的孔隙结构和表面化学性质，可以有效地吸附有机和无机物质。
本文将对介孔SiO2的化学吸附分离研究进行探讨。
1. 介孔SiO2的制备方法介孔SiO2的制备方法多种多样，包括模板法、溶胶-凝胶法、电化学法等。
其中，模板法制备介孔SiO2具有许多优点，如高孔隙率、可控尺寸和分布等。
使用适当的有机小分子或聚合物作为模板，可以在SiO2基体中形成具有不同孔径和大小的高度有序的孔道结构。
2. 介孔SiO2的表面化学性质介孔SiO2的表面化学性质在其化学吸附分离过程中具有重要作用。
介孔SiO2的表面功能化修饰可以改变其表面电荷、亲水性和亲油性等，从而调控其吸附性质和选择性。
例如，将SiO2表面修饰为亲水性可以提高其对极性化合物的吸附，而将SiO2表面修饰为亲油性则可以提高其对非极性化合物的吸附。
此外，表面功能化还可以用于增强材料的稳定性、抗污染性和再生性等。
3. 介孔SiO2的应用研究介孔SiO2在化学吸附分离技术中广泛应用，包括环境污染物的吸附去除、生物大分子的分离纯化和药物分子的富集提取等。
例如，介孔SiO2可以作为有害物质的有效吸附剂，用于去除环境中的污染物，如重金属、有机污染物和其他有害物质。
此外，介孔SiO2还可以作为药物分子载体和纳米生物传感器的愈和核心，用于药物释放和组织工程等方面的应用。
4. 介孔SiO2的未来发展方向目前，介孔SiO2的开发和应用已经有了许多突破，并且在各个领域都取得了广泛的应用。
未来的发展方向主要是实现其材料的功能多元化和性能的优化，提高化学吸附分离技术的效率和可持续性。
例如，使用可再生的天然材料作为模板开发绿色制备方法、探索新型表面功能化修饰方法、结合其他功能材料进行复合改性等。
5. 结论可见，介孔SiO2的制备方法和表面化学性质是其在化学吸附分离技术中的关键因素。
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》
《重金属离子吸附材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，重金属离子污染问题日益严重，对环境和人类健康构成了巨大威胁。
因此，开发高效、环保的重金属离子吸附材料成为当前研究的热点。
本文旨在研究重金属离子吸附材料的制备方法及其性能，为解决重金属离子污染问题提供理论支持和实际应用参考。
二、文献综述（一）重金属离子污染现状重金属离子污染主要来源于工业废水、农业排放和生活垃圾等。
这些重金属离子如铅、镉、汞等，具有毒性强、难以降解的特点，一旦进入生态环境，将长期存在并危害人类健康。
（二）重金属离子吸附材料的研究进展目前，针对重金属离子污染的治理方法主要包括化学沉淀、离子交换、膜分离和吸附等。
其中，吸附法因其操作简便、成本低廉、效率高等特点备受关注。
近年来，研究者们开发了多种吸附材料，如活性炭、生物质材料、金属有机框架等。
三、实验方法（一）实验材料与设备本实验所使用的材料包括基体材料、功能单体、交联剂等，设备包括搅拌器、干燥箱、烘箱等。
（二）实验步骤1. 基体材料的预处理；2. 功能单体的合成；3. 吸附材料的制备；4. 吸附性能的测试。
四、重金属离子吸附材料的制备（一）基体材料的选型与预处理选择适合的基体材料，如活性炭、生物质材料等，进行清洗和活化处理，以提高其比表面积和吸附性能。
（二）功能单体的合成根据实验设计，合成具有特定功能基团的功能单体。
这些功能基团能够与重金属离子发生螯合作用或离子交换作用，从而提高吸附效果。
（三）吸附材料的制备将预处理后的基体材料与功能单体进行交联反应，制备出重金属离子吸附材料。
具体步骤包括混合、搅拌、干燥等。
五、性能研究（一）吸附性能测试方法采用静态吸附法或动态吸附法对吸附材料的吸附性能进行测试。
测试不同浓度的重金属离子溶液在不同时间下的吸附量，计算吸附效率。
（二）实验结果分析分析不同因素对吸附性能的影响，如pH值、温度、时间等。
通过对比实验，评估所制备的吸附材料的性能优劣。
介孔二氧化硅改性蒙脱土包含一个联合螯合配体对重金属离子的吸附研究
介孔二氧化硅改性蒙脱土包含一个嫁接的螯合配体对重金属离子的吸附研究（Mary Addy, Bradley Losey, Ray Mohseni, Eugene Zlotnikov1, Aleksey Vasiliev*）摘要：论文研究目的是在有机黏土的基础上一个新的吸附剂的开发与螯合共价配位体吸附在粘土矿物表面。
螯合配体在粘土结构中的存在可显著的提高其固定废水中被污染污泥的重金属离子的能力。
蒙脱土、高岭土被选作为可膨胀的和非膨胀的粘土矿物的典型实例。
使用氧化物的连续改性与联合络合剂的改性组成两步式改性步骤对粘土矿物进行改性，二氧化硅和氧化铁用来改性未加工的分散的粘土矿物，与四乙氧基硅烷和硝酸铁溶液反应。
一个螯合配位体,氮-3-三甲基丙基乙二胺三乙酸三钠盐,被引入空的层间域并在水溶液中改性粘土矿物。
有机黏土净化废水的效率通过很多前处理的样品在实验室进行测试,也就是,有机粘土矿物是用最高的特定螯合剂来加载。
实验是以污水模拟包括单一或混合的重金属离子来进行。
改性后的有机粘土显示了对重金属阳离子的高吸附容量甚至在酸性的介质中。
这篇文中提供的改性方法可以用于合成高效吸附剂及其在受污染地区的应用。
关键词:蒙脱土；高岭土；有机粘土；重金属阳离子；吸附；环境保护1 引言环境保护要求经济上可行的、高效的材料来吸附重金属离子。
自然产生的丰富的粘土和粘土矿物有很好的潜力, 然而也有阻碍,通过把重金属离子直接弱吸附在粘土矿物表面。
这样的吸附主要是通过离子交换机制发生。
未经处理的粘土的阳离子交换容量是不足够大规模应用。
通过黏土吸附金属离子强烈依赖于介质的pH并在酸性溶液中变得更有效。
重金属离子更强大的粘合物在螯合剂的帮助下可能实现。
对吸附用途而言，螯合剂应该在固体载体上固定。
这种类型的吸附剂可能潜在的从酸性介质中提取重金属离子。
使用粘土的主要障碍是作为螯合物的载体只有相对较小的表面来供配位体固定。
层状粘土矿物的孔隙率可通过柱撑来提高,这必须要求粘土矿物是成柱状的夹层化合物防止在应用期间脱水崩溃。
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毕业论文论文题目：介孔二氧化硅材料重金属离子吸附性能研究Kunming University of Science and TechnologyGraduation ThesisThesis Title :The adsorption properties of mesoporous silica materials for heavy metal ionCollege :Environmental Science and Engineering College Specialty : Renewable resources, science and technology Class:081Student ID :200810703112Name :Chen DaweiTeacher :Zhu Wenjie目录第一章、绪论 (6)1.1 国内水环境污染现状及危害 (6)1.2 水体重金属污染的治理方法 (7)1.2.1 物理化学方法 (7)(1) 稀释法 (7)(2) 混凝沉淀法 (7)(3) 离子还原法和交换法 (7)(4) 电动力学修复技术 (8)(5) 吸附处理技术 (8)1.2.2 生物修复法 (9)(1) 植物修复法 (9)(2) 动物修复法 (10)(3) 微生物修复法 (10)1. 3 介孔二氧化硅材料简述 (10)1.3.1多孔无机材料的分类 (11)1.3.2具有有序孔道结构介孔材料的发现 (11)1.3.3介孔二氧化硅材料 (12)(1) 合成的基本特征 (12)(2) 生成机理 (12)(3) 介孔氧化硅的结构 (13)1.3.4 介孔材料的研究展望 (13)第二章、实验 (14)2.1实验设备和试剂 (14)2.2 实验 (14)2.2.1铜离子吸附实验 (14)(1) 不同吸附剂在不同浓度溶液中的吸附性能测试 (14)(2) 不同吸附剂在不同吸附时间下的吸附性能测试 (15)(3) 不同吸附剂不同用量下的吸附性能测试 (15)2.2.2 铅离子的吸附试验 (15)(1) 不同吸附剂在不同浓度溶液中的吸附性能测试 (15)(2) 不同吸附剂在不同吸附时间下的吸附性能测试 (16)(3) 不同吸附剂不同用量下的吸附性能测试 (16)(4) 介孔二氧化硅材料在不同PH下吸附性能测试 (16)2.2.3Cd2+的吸附试验 (17)(1) 不同吸附剂在不同浓度溶液中的吸附性能测试 (17)(2) 不同吸附剂在不同吸附时间下的吸附性能测试 (17)(3) 不同吸附剂不同用量下的吸附性能测试 (17)(4) 介孔二氧化硅材料在不同pH下吸附性能测试 (18)第三章、实验结果处理与分析 (18)3.1 计算公式 (18)3.2 铜离子吸附结果分析 (19)3.2 铅离子吸附结果分析 (22)3.3 Cd2+吸附结果分析 (25)第四章、结论与建议 (28)一. 结论 (28)二.建议 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (32)表1 对铜离子吸附的结果和处理 (32)表2 对铅离子吸附的结果和处理 (33)表3 对Cd2+吸附的结果和处理 (36)介孔二氧化硅材料对重金属离子吸附性能研究摘要：简要介绍了重金属离子对环境的污染和目前所应用的治理水体重金属污染的方法，着重叙述了介孔二氧化硅材料的发展及其在重金属吸附中发挥的作用。
本文重点比较了介孔二氧化硅、沸石、硅藻土的重金属离子的吸附性能，对含Cu2+、Pb2+、Cd2+的溶液进行了静态吸附实验，初步确定了介孔二氧化硅对不同离子吸附的最佳条件。
实验结果表明：沸石对Cu2+、P b2+、C d2+的吸附容量分别为17.255 mg/g、39.35 mg/g、17.75 mg/g；硅藻土对Cu2+、P b2+、C d2+吸附容量分别为16.28 mg/g、32.475 mg/g、17.5 mg/g；介孔二氧化硅材料对Cu2+、P b2+、C d2+吸附容量分别达到35.6mg/g、51.37 mg/g、28.1 mg/g。
关键词：重金属污染，介孔二氧化硅，吸附实验Adsorption properties of mesoporous silica materials for heavy metal Abstract: A brief introduction to the heavy metal ion pollution for the environment and the current treatments to the heavy metal pollution, In particular, describes the development of mesoporous silica materials and the role in heavy metal adsorption. We focused on comparing the adsorption properties of mesoporous silica, zeolite, diatomaceous earth for heavy metal ions, carried out the static adsorption experiments for the solution of Cu2 +、Pb2 + and Cd2 + , initially determined the optimal conditions of mesoporous silica for different ion adsorption. Experimental results show that:The adsorption capacity of Zeolite for Cu2 +、Pb2 + and Cd2 +are 17.255mg/g、39.35 mg/g and 17.75 mg/g,respectively; The adsorption capacity of diatomaceous earth for Cu2 +、Pb2 + and Cd2 + are 16.28 mg/g、32.475 mg/g and 17.5 mg/g, respectively;The adsorption capacity of mesoporous silica materials for Cu2 +、Pb2 + and Cd2 + are 35.6 mg/g、51.37 mg/g and 28.1 mg/g, respectively.Keywords:heavy metal pollution; mesoporous silica; adsorption experiments第一章、绪论1.1 国内水环境污染现状及危害我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达80.1%。
此外，由于矿山开采、金属冶炼废水排放、污水灌溉等人为因素的影响，导致重金属污染物在土壤中累积，使农产品的产量和质量下降。
重金属在水体中积累到一定的限度就会对水体-水生植物-水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物链直接或间接地影响到人类的自身健康，例如日本由于汞污染引发的“水俣病”和由镉污染造成的“骨痛病”就是典型例证。
因此可以说水体重金属污染已经成为当今世界上最严重的环境问题之一，而如何科学有效地解决重金属对水体的污染已经成为世界各国政府以及广大环保工作者研究的热点。
1.2 水体重金属污染的治理方法总的来说，水体重金属污染修复治理采用以下两条基本途径，一是降低重金属在水体中的迁移能力和提高生物可利用性；二是将重金属从被污染水体中彻底清除。
1.2.1 物理化学方法(1) 稀释法稀释法就是把被重金属污染的水混入未污染的水体中，从而降低重金属污染物浓度，减轻重金属污染的程度。
此法适于受重金属污染程度较轻的水体的治理，这种方法不能减少排入环境中的重金属污染物的总量，又因为重金属有累积作用，当重金属污染物在这些水体中的浓度达到一定程度时，生活在其中的生物就会受到重金属的影响，发生病变和死亡等现象，所以这种处理方法目前渐渐被否定。
(2) 混凝沉淀法许多重金属在水体溶液中主要以阳离子存在，加入碱性物质，使水体PH 值升高，能使大多数重金属生成氢氧化物沉淀。
另外，其它众多的阴离子也可以使相应的重金属离子形成沉淀。
所以，向重金属污染的水体施加石灰、NaOH、Na2S 等物质，能使很多重金属形成沉淀去除，降低重金属对水体的危害程度。
这是目前国内处理重金属污染普遍采用的方法。
(3)离子还原法和交换法离子还原法是利用一些容易得到的还原剂将水体中的重金属还原，形成无污染或污染程度较轻的化合物，从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性，以减轻重金属对水体的污染。
例如，电镀污水中常含有六价铬离子（Cr6+），它以铬酸离子（Cr2O72-）的形式存在，在碱性条件下不易沉淀且毒性很高，而三价铬毒性远低于六价铬，但六价铬在酸性条件下易被还原为三价铬。
因此，常采用硫酸亚铁及三氧化硫将六价铬还原为三价铬。
离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用，从水体中把重金属交换出来，达到治理目的。
经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。
这类方法费用较低，操作人员不直接接触重金属污染物，但适用范围有限，并且容易造成二次污染。
(4)电动力学修复技术电修复法是20 世纪90 年代后期发展起来的水体重金属污染修复技术，其基本原理是给受重金属污染的水体两端加上直流电场，利用电场迁移力将重金属迁移出水体。
Ridha 等提出，在一个碳的毡状电极上，用电沉积法从工业废水中除去铜、铬和镍的技术。
另外，可以用电浮选法净化含有铜、镍、铬和锌等重金属的工业污水。
此外，近年来还有人把电渗析薄膜分离技术应用到污水重金属处理实践当中。
(5)吸附处理技术吸附处理技术是指利用某些材料强大的吸附性能来去除水中污染物的技术，用得最多的是活性炭。
肖克艰组用粉末活性炭(PAC)对河水进行了处理，投加30-40mg/l PAC后对CODm的去除在50％左右，对TOC去除约为25％，对氨氮去除效果不好，为l0％-20％之间。
另外，PAC对矿物油有较好的吸附效果。
目前常用吸附剂有活性炭(AC)、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石、离子交换树脂。
活性炭(AC)具有丰富微孔结构和表面憎水性，其对水中某些污染物有极强的亲和力，是污染物有效的去除方法。
但是作为微反应器活性炭的孔结构不均一，热稳定性较差。
硅藻土、活性氧化铝、离子交换树脂也存在相同的缺陷。