开题报告-介孔离子印迹材料的制备及其吸附性能研究

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1、指导文件5：毕业设计（论文）开题报告化学与环境工程学院2015届题目介孔离子印迹材料的制备及其吸附性能研究课题类型论文课题来源自选课题学生姓名王利星学号13052130114专业环境工程年班级（专升本）13-1指导教师田大勇职称讲师填写日期：2015年3月30日一、本课题研究的主要内容、目的和意义本课题研究的主要内容：(1)研究并完成MCM-41介孔筛的合成。(2)分别对合成的MCM-41介孔筛用红外光谱等检测其结构组成。(3)分别用合成的MCM-41介孔筛去除水中重金属离子CcT的效果研究。本课题研究的目的：

2、吸附是用来吸附去除水中重金属好的方法，它既能满足处理要求乂能兼顾安全性和经济性，且一般不会造成二次污染。吸附用到的吸附剂的性质包括吸附剂的种类、颗粒大小、比表面积、颗粒的孔构造与分布、吸附剂是否是极性分子等。吸附剂的粒径越小,或者微孔越发达，其比表面积越大。吸附剂的比表面积越大，吸附点位越多，则吸附能力就越强。对于大分子吸附质，吸附剂的比表面积越大，则微孔提供的表面积难以起吸附作用。吸附剂内孔的大小和分布对吸附性能的影响很大。由于介孔材料具有骨架结构可调性、比表面积大、孔道结构丰富、孔道规则、孔径和孔容大小适中

3、、对吸附质选择性高、吸附容量大、对吸附性质适应性强、对反应物和屮间产物选择性高、热稳定性强、化学性质稳定等。正因为介孔材料拥有以上多种优点，介孔分子筛材料才会在选择性吸附、功能型材料、纳米材料、大分子催化、化学微反应器、生物反应过程、药物储藏与控制释放等方面有着广泛的实际应用前景，并日渐引起材料、化学、生物、医药等各学科领域的高度关注，应用越来越广泛。因此，研究以漠化十六烷基三甲钱(CTAB,1.00g,2.74mmol)为模板剂制备的MCM-41的介空对重金属C0的吸附效果。来进一步开发它们的功能和实际应用能

4、力。本课题研究意义：随着人类社会的不断发展，环境污染问题在全球范围内日益严重，其中水污染问题己成为人类经济可持续发展的重要制约因素。有毒有害物质不断的引入到水环境中，对人类和水屮生物的生存条件构成严重的危害。因此，环境屮的重金属形态分析已成为现代分析化学特别是环境分析化学领域的一个热门研究方向。从物质对环境污染方面来说，重金属是指汞、镉、铅、钻以及类金属础等牛物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有铅、汞、珞、碑、镉五种。这些重金属在水中不能被分解，饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物或无机物

5、。二、文献综述(国内外相关研究现况和发展趋向)近年来，随着采矿、冶炼、化工、农药、皮革和陶瓷等行业的快速发展，相当数量的碑随排出的工业废水进入到环境中。含有CcT废液随着废水排入到环境之中，对人体健康造成极大危害，为了减少废水中的含量，研制吸附容量大，吸附性能好的水处理净化新材料成为当前的研究热点。分子筛的性能：介孔分子筛因其具有骨架组成的可调变性、非常高的表面积和吸附容量。吸附性质为从亲水性到疏水性、酸性或其它活性中心能被控制、强度和浓度能被调整、孔道规则且孔径大小正好在多数分子的尺寸范围内、阳离子的可交换性

6、、良好的热稳定性和水热稳定性、较好的化学稳定性等特点。而MCM-41介孔分子筛具有很多其它传统分子筛所不具备的优越的结构特点及性能，近年来科研人员对其进行了更为深入的研究，特别在无机材料、催化等学科领域的研究更为广泛。由于它不仅在物理结构上孔道规则、孔径均匀、比表面积大(1000n?/g)以及结构长程有序，同时在热力学方面还具有很好热稳定性，所以对其结构和性能进行更深入的研究和改进将会具有非常大的应用价值和现实意义。MCM-41介孔分子筛的合成机理：介孔分子筛一般采用有机模板剂进行合成，有亲水基和憎水基两部分组

7、成。在水溶液的环境中，憎水基向里聚集，亲水基向外接触，并且随着表面活性剂在水溶液中浓度的增加，它在水溶液中的聚集形态分别是球状、棒状、六方状等，并把聚集呈现棒状时的这种表面活性剂浓度作为临界胶束浓度。所以对MCM-41介孔分子筛合成机理的研究大部分都是围绕表面活性剂而展开，迄今为止对其合成的MCM-41的六方介孔机构众说纷纭，主要有：液晶模板机理，协同作用机理、电荷匹配原理、层状向六方相结构转变机理等。MCM-41介孔分子筛的合成方法以漠化十六烷基三甲镀(CTAB,1.00g,2.74mmol)为模板剂，溶解于

8、480ml去离子水中，取氢氧化钠水溶液(2.00mol,3.50ml)在80摄氏度下加入到CTAB溶液中，再将四乙氧基硅烷(TEOS,5.00ml,22.40mmol)逐滴滴加到表面活性剂溶液中，同时强烈搅拌两个小时后过滤，将过滤的同体用去离子水和乙醇冲洗，然后真空干燥，即可得到MCM-41o为了移除表而活性剂CTAB,取1.5g合成的MCM-41加入含有1.5ml盐酸(37%)的甲醇