功能化介孔吸附材料的制备及其对重金属离子的吸附性能研究

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1、学校代码：10255学号：2150502东华大学硕士学位论文功能化介孔吸附材料的制备及其对重金属离子的吸附性能研究SYNTHESISOFFUNCTIONALIZEDMESOPOROUSADSORPTIONMATERIALSANDTHEIRADSORPTIONPROPERTIESOFHEAVYMETALIONS姓名：李婷申请学位级别：硕士专业：化学工程与技术指导教师：林苗东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其

2、他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日功能化介孔硅材料的合成及其对重金属离子吸附性能研究东华大学学位论文版权使用授权书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，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位

3、论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日功能化介孔吸附材料的制备及其对重金属离子的吸附性能研究功能化介孔吸附材料的制备及其对重金属离子的吸附性能研究摘要本文是基于重金属离子对环境造成的污染及其对人类产生的巨大危害为前提下进行的实验探究，以目前主要存在的大型分析仪器在对重金属离子分析检测中遇到的前处理问题和近年来研究学者将功能化的有序介孔材料作为新型吸附材料对重金属离子进行分离富集的研究讨论为切入点，通过在有序介孔材料MCM-41的基础上接入新的功能基团进行改性以获得具有特定吸附性能的功能化吸附材料，并结合大型分析仪器（电感耦合等离子体-原子发射

4、光谱仪，ICP-AES）对吸附材料对于重金属离子的吸附性能进行考察，以建立新的功能化介孔吸附材料辅助ICP-AES用于重金属离子分离检测方法，对于环境中重金属离子的去除以及联合大型分析仪器建立快速准确的检测方法具有重要意义。本文的主要研究内容如下：（1）制备了三种新型的功能化介孔硅吸附材料并用于重金属离子（Cu（II）、Pb（II）、Cr（III））的吸附性能分析。通过参考相关文献，分析设计并合成了三种含氮基团的双齿功能配体（4-(二(1-氢吡唑））甲基苯酚（DPP）、4,7-二羟基-1,10菲啰啉（DHP）、2(2-吡啶)甲醇（DPM）），通过3-异氰酸

5、酯基丙基三乙氧基硅烷（TEPIC，硅烷偶联剂）的作用下接枝在有序介孔材料MCM-41表面得到三种功能化的功能化介孔吸附材料的制备及其对重金属离子的吸附性能研究介孔硅吸附材料（DPP@MCM-41、DHP@MCM-41、DPM@MCM-41），通过一系列的表征分析（FI-TR、SEM、TEM、XRD、EDS、BET）证明功能单体的成功负载并保持了原有介孔材料MCM-41的形貌特征，且对重金属离子（Cu（II）、Pb（II）、Cr（III））的吸附结果表明：合成的三种功能化介孔吸附材料DPP@MCM-41、DHP@MCM-41、DPM@MCM-41在pH=6的

6、条件下，对Cu（II）离子的最大吸附量分别为62.8mg/g、72.5mg/g、76.8mg/g；在pH=6的条件下，对Pb(II)离子的最大吸附量分别为153.3mg/g、116.2mg/g、190.9mg/g；在pH=5的条件下，对Cr(III)离子的最大吸附量分别为73.6mg/g、28.8mg/g、108.3mg/g。改性后的介孔吸附材料相比原MCM-41介孔材料对重金属离子（Cu（II）、Pb（II）、Cr（III））的吸附容量均有所提升。（2）结合表面印迹技术以Cr（III）离子作为模板离子，2(2-吡啶)甲醇（DPM）作为功能单体，3-异氰酸

7、酯基丙基三乙氧基硅烷（TEPIC）作为硅烷偶联剂，制备了铬（III）印迹介孔吸附材料（Cr（III）-IIPs）和非印迹介孔吸附材料NIP，并用于对Cr（III）离子的选择性吸附实验探究。吸附实验结果表明：在25℃，pH=5的条件，铬（III）印迹介孔吸附材料（Cr（III）-IIPs）对Cr（III）离子为151.2mg/g，约为非印迹介孔吸附材料（NIP）的1.4倍，且在此条件下制备的功能化吸附材料对溶液中的Cr（VI）离子吸附效果不明显，可用于对Cr（III）和Cr（VI）离子的选择性分离。（3）对实验制备的铬（III）印迹介孔吸附材料（Cr（III

8、）-IIPs）功能化介孔吸附材料的制备及其对重金属离子的吸附性能研