pani-磁性介孔硅复合吸附剂对cr(ⅵ)的吸附及其机理研究

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1、学校代号10532学号S12031032分类号密级硕士学位论文PANI-磁性介孔硅复合吸附剂对Cr(VI)的吸附及其机理研究学位申请人姓名方艳培养单位环境科学与工程学院环境保护研究所导师姓名及职称汤琳教授学科专业环境工程研究方向环境污染与修复论文提交日期2015年5月20日学校代号：10532学号：S12031032密级：湖南大学硕士学位论文PANI-磁性介孔硅复合吸附剂对Cr(VI)的吸附及其机理研究学位申请人姓名：方艳导师姓名及职称：汤琳教授培养单位：环境科学与工程学院环境保护研究所专业名称：环境工程论文提交日期：2015年5月20日论文答辩

2、日期：2015年6月10日答辩委员会主席：李忠武教授AdsorptionofCr(VI)bypolyaniline-magneticmesoporoussilicacompositebyFANGYanB.E.(JianghanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinEnvironmentalScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHuna

3、nUniversitySupervisorProfessorTANGLinMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或。集体已经发表或撰写的成果作品对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中。！明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：拖曰期：知化年＾月，０曰学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向

4、国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。／２、不保密因＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）作者签名：曰期：扣年＾月《羊＾ｆＤ曰一一导师签名：日期：从化年＾月／口日PANI-磁性介孔硅复合吸附剂对Cr(VI)的吸附及其机理研究摘要随着工业的发展，越来越多的污染物质释放到自然环境中，其中重金属污染问题尤其严峻。含重金

5、属的污废水进入自然环境后，在各介质之间循环运动，可长时间停留且不易降解，从而形成对环境的永久性污染，严重危害人体健康和生态环境。本文围绕改性磁性介孔硅材料治理水体重金属污染物而展开。基于吸附法和介孔材料的优点，对磁性介孔硅材料进行有机改性，用于高效去除水体重金属污染物。本研究磁性介孔硅是通过原位合成法制备，通过混合F127、TEOS和硫酸亚铁铵，后经双氧水氧化后煅烧制得磁性介孔硅；随后将PANI固定到磁性介孔硅上合成出PANI-磁性介孔硅复合吸附剂。利用扫描电镜、透射电镜、傅里叶红外光谱对制备出的吸附剂进行表征，证实PANI成功用于磁性介孔硅材料

6、的有机改性，而且改性过程没有改变磁性介孔硅材料本身的六方相介孔结构。Zeta-potential表征看出PANI-磁性介孔硅复合吸附剂的等电点为9.9。N2吸附-脱附等温线表征表明所制备的吸附剂孔径在3.75nm处。进一步对影响吸附效率的因素进行分析，如pH值、吸附时间、重金属初始浓度和共存离子等。同时，对PANI-磁性介孔硅复合吸附剂吸附Cr(VI)的过程进行研究，确定最佳吸附条件。结果表明，最佳吸附条件pH=2.0，吸附平衡时间为430min，最大吸附容量为193.85mg/g，远远高于传统的天然粘土吸附剂的去除效果。而且本研究制备的复合吸附

7、剂再生性能很好，经5次吸附-解吸循环后，吸附效率仍能达到66%。对实验数据进行拟合，结果表明，PANI-磁性介孔硅复合吸附剂吸附Cr(VI)的过程符合Langmuir等温吸附方程，相关系数为0.99。同时，动力学研究表明PANI-磁性介孔硅复合吸附剂对Cr(VI)的吸附很好地符合准二级动力学过程和内扩散模型。探索了吸附过程的吸附热力学因素，结果表明吸附反应是自发放热反应，低温有利于提高吸附效果，且反应向有序度增加的方向进行。最后，研究了pH值对吸附效果的影响及吸附前后吸附剂的XPS光谱变化，结果表明：PANI-磁性介孔硅复合吸附剂去除Cr(VI)

8、的机理是吸附协同机理。具体而言，酸性条件下(pH=2)，吸附剂嫁接的PANI分子链上胺基和亚胺基质子化，-吸附剂表面带正电荷，溶液中Cr