《介孔硅材料吸附水中污染物技术与原理》:
介孔氧化硅材料是一种新颖的纳米结构材料,由于它是在分子水平上通过自组装方式合成的,具有规则可调的孔径分布,是一种理想的选择性吸附材料,而改性后的有序介孑L材料能够显示出改性前所不具备的特性,其对于混合物的吸附分离有着良好的处理效果。到目前为止,有关介孔硅材料的合成方式、合成条件、孔径影响因素、材料的结构表征以及其合成机理等方面已有大量的研究。对于该材料的应用主要集中在石油催化、气体分离和化工合成等领域,而应用于水处理中还处于一个初步探索阶段,因此也是目前介孔硅材料应用环境领域中的发展方向之一。
因此,本课题以介孔硅材料MCM—41和SBA—15为基础,开发出适用于不同类型污染物的吸附剂,为介孔硅材料应用于环境领域提供可靠的理论依据,并在其基础上,重点研究其功能化设计过程,旨在提高现有吸附剂的选择性和吸附容量,通过考察改性后该材料去除水中各种特定污染物的效果与机理,为水质安全提供有效的技术保障,而且对于特殊的水污染状况提供了吸附剂的解决方法和途径。
1.3.2研究的主要内容
针对以上提出的问题,本研究以介孔硅材料MCM—41和SBA—15为研究主线,考察该材料在水处理过程中的实用性,同时,针对不同水质,对MCM—41进行功能化设计,比较了改性前后该材料对特定污染物的去除能力。具体研究内容包括以下几个方面:(1)考察介孔材料MCM—41对水中特定有机污染物的吸附情况,并得出该材料对有机污染物选择性吸附作用的初步结论;(2)用三甲基氯硅烷改性MCM—41,吸附不同类型的硝基类化合物,研究该类型有机物在CH3—MCM—41上的吸附机理,并为建立分析该类型的痕量有机物提供参考;(3)研究SBA—15吸附水中不同数量氯取代基的氯酚,探讨氯酚类有机物的吸附机制;(4)研究SBA—15吸附水中不同种类磺胺药物的性能,揭示SBA—15吸附磺胺药物的规律,分析其可能的吸附机理;(5)用3—氨丙基三甲氧基硅烷改性MCM—41,详细考察其吸附水中酸性染料的情况,并采用吸附动力学方程考察染料在氨基化MCM—41上的吸附机制;(6)用3—巯丙基三甲氧基硅烷改性MCM—41,详细考察吸附剂选择性吸附水中汞离子的情况。
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