三维有序大孔重金属吸附剂制备及其应用

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文三维有序大孔重金属吸附剂制备及其应用论文作者：吴翠红学生类别：全日制学科门类：理学学科专业：高分子化学与物理指导教师：张旭职称：教授本课题由国家自然科学青年基金（50903027）、天津市自然科学基金（11JCYBJC02200）、河北省自然科学基金（E2010000058）资助DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemistryandPhysicsofPolymersDESIGNATIONOFTH

2、REE-DIMENSIONALLYORDEREDMACROPOROUSADSORBENTSFORREMOVALHEAVYMETALIONSANDITSAPPLICATIONbyWuCuihongSupervisor:Prof.ZhangXuMay2015ThisworkwassupportedbygrantsfromtheNationalNaturalScienceFundsforYoungScholar(no.50903027);NaturalScienceFoundationofTianjinCity(no.11JCYBJC02200);Natura

3、lScienceFoundationofHebeiProvince(no.E2010000058).原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印

4、、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文摘要如今，重金属污染已经成为环境污染的主要问题之一，它给人类健康带来极大的危害，如引发肾病、肝病、呼吸道疾病和皮肤癌等，治理重金属污染迫在眉睫，重金属吸附剂越来越受到科学家们的关注。本论文制备了两种三维有序大孔重金属吸附剂，主要研究内容如下：1.

5、通过胶晶模板法制备了孔径为500nm三维有序交联聚苯乙烯孔材料（3DOMCLPS），在三维有序交联聚苯乙烯上通过活性聚合的方法引入聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯链段（PDMAEMA），和其它报导的吸附剂相比，三维有序大孔交联聚苯乙烯重金属吸附剂具有很大的优势，包括较强的吸附能力，较快的吸附速率和优良的再生性能。同时进行了pH和离子强度以及吸附剂与吸附质比值的影响的研究，溶液的吸附能力依赖于溶液的pH，此材料有一个较宽的工作区间。在298K、308K及318K下，进行了动力学研究，当重铬酸钾的初始浓度为100mg/L时，达到吸附平衡时所需的时间为120min，并

6、且动力学实验数据较好地符合第二动力学模型。在等温吸附实验中，实验数据较好地符合Langmuir模型。最大吸附能力随着温度的增加而增加，当温度为318K时，最大吸附能力为431.0mg/g。热力学研究中显示吸附剂吸附重铬酸钾的行为是吸热的并且是自发的过程。另外，用氢氧化钠溶液进行了脱附实验，3DOMCLPS-g-PDMAEMA重金属吸附剂在脱附吸附15次后的吸附能力达到最初的90%以上，并且电镜扫描显示脱附后的材料仍然保持其三维有序大孔结构，证明3DOMCLPS-g-PDMAEMA重金属吸附剂具有优良的再生性能。2.通过胶晶模板法制备了孔径为500nm三维

7、有序大孔二氧化硅（3DOMSiO2）。3DOMSiO2-g-PtBA–DETA重金属吸附剂制备过程如下：在3DOMSiO2孔壁上通过活性聚合的方法引入聚甲基丙烯酸叔丁酯链段（PtBA）得到3DOMSiO2-PtBA，3DOMSiO2-PtBA水解后与二乙烯三胺反应得到3DOMSiO2-g-PtBA–DETA。通过研究pH的影响可知，当pH=5时，吸附量较高，达到90mg/g(初始浓度为100mg/g)。在298K、308K、318K的温度下，研究了时间对吸附量的影响，即动力学的研究，在298K下，当60min后吸附行为（初始浓度为100mg/g）达到平衡

8、，吸附量不再增加。并且得到的动力学吸附数据更好地符合第一动力学模型。同时，研究了