有机功能化mcm-41合成及其对苯酚吸附性能的研究

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文有机功能化MCM-41的合成及其对苯酚吸附性能的研究姓名：严孝春申请学位级别：硕士专业：@指导教师：孙晓君201103哈尔滨理下大学工学硕上学位论文有机功能化MCM．41的合成及其对苯酚吸附性能的研究摘要随着化学工业的迅速发展，大量有毒有害的化学物质进入水环境中，对水资源造成了严重的污染，对自然环境造成了极大的破坏。吸附技术因能耗低且能实现资源的回收利用，被认为是处理工业废水较有效且相对简单的方法，而满足应用需要又经济环保的高效吸附剂的合成是吸附技术研究的重点和难点。有序介孔氧化硅因

2、具有高比表面积、较大孔径和孔容、孔道结构规则、孔径均一有序、可调孔尺寸以及良好的结构稳定性和较强的表面可修饰性等，作为一种新型的吸附材料，引起广泛地关注，成为研究的热点。本文主要研究了有机功能化介孔氧化硅的合成及对苯酚水溶液的吸附性能。采用水热法，以正硅酸乙酯为硅源，十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，在氢氧化钠碱性条件下，合成了MCM．41。通过嫁接法，用N-(2-氨乙基)吖一氨丙基三甲氧基硅烷、3．氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷和丙基三甲氧基硅烷分别与MCM．41反应，得到四种有机功能化的介孔氧

3、化硅吸附材料。采用热重分析、X．射线衍射、红外光谱和77K氮气吸附等分析手段对样品进行了表征。在样品对苯酚水溶液的吸附研究中，考察了有机基团的覆盖度、吸附时间、不同的修饰基团、溶液pH值等因素对吸附性能的影响，绘制了吸附等温线，拟合了Freundlieh和Langmuir等温方程。样品的表征结果说明，本研究合成了N．氨乙基吖．氨丙基．MCM．41、氨丙基．MCM．41、巯丙基．MCM．4l、丙基．MCM．41等四种有机功能化的介孔氧化硅吸附材料，并且测得了样品的比表面积、孔容、平均孔径等参数。吸附研究表明：所

4、合成的介孔氧化硅吸附材料对苯酚的吸附速率都较快，不到80min就达到吸附平衡；有机基团的引入显著地提高了介孔氧化硅吸附材料对苯酚的吸附性能；不同的有机修饰基团，其吸附量的提高幅度不一样，当苯酚的平衡浓度为800mg／L时，MCM一41的饱和吸附量只有32．8medg，N．氨乙基．Y一氨丙基一MCM．41、氨丙基一MCM一41、巯丙基．MCM．41、丙基．MCM一41的饱和吸附量分别是MCM．41饱和吸附量的2．5倍、2．2倍、1．9倍、哈尔滨理1=大学工学硕十学位论文1．7倍；溶液的pH值能显著影响有机功能化

5、介孔氧化硅对苯酚的吸附性能，pH为6附近它们都有一个最大吸附量，pH过高或过低都不利于其对苯酚的吸附。样品对苯酚的等温吸附都较好地拟合了Freundlich和Langmuir等温方程，其中所拟合的Freundlich等温方程，R2值更高，拟合效果更好。Freundlich方程中表征吸附剂对吸附质的吸附强度的常数a、Langmuir方程中的最大单分子层吸附量孙，大小顺序都是N．氨乙基．7．氨丙基．MCM一41>氨丙基．MCM．41>巯丙基．MCM．41>丙基．MCM．41，这与吸附实验的数据相一致。关键词介孔吸

6、附材料；MCM．41；有机功能化；嫁接法哈尔滨理T大学工学硕士学位论文IllSynthesisofOrgano--functionalizedMCM--41andPropertyStudiesatAdsorbingPhenolAbstractWiththerapiddevelopmentofchemicalindustry,alargenumberoftoxicandhazardouschemicalsubstancewasdischargedintoaqueousenvironment，causedseri

7、ouspollutiontotheresourcesofwater,andgreatdamagetothenaturalenvironment．Becauseoflowerenergylossandresourcescouldrecycledandreused，adsorptionwasconsideredtobeanefficientandsimplemethodamongtheindustrialwastewatertreatments．Thesynthesisofhighpropertyadsorben

8、tswhichfulfiledtheapplicationneedsandeconomicalandenvironmentalwasthekeyandthedifficultyofadsorptiontechnologystudies．Duetohighsurfacearea，largerporesizeandporevolume，regularporestructure，uniformporesi