开题报告-改性介孔材料吸附水中全氟辛烷磺酸的研究

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1、指导文件5：毕业论文开题报告化学与环境工程学院2015届题目改性介孔材料吸附水中全氟辛烷磺酸的研究课题类型论文课题来源自拟课题学生姓名邙仕林学号201105030002专业环境工程年级班（本）11-1指导教师田大勇职称讲师填写日期：2015年3月17日、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)研究并完成氨基改性介孔筛的合成。(2)分别对不同方法合成的氨基改性介孔筛的基础上再进行PFOS印记的制作，并进行红外光谱等检测其结构组成。(3)分别用合成的氨基改性介孔筛做去除水中全氟化合物的效果研究。本课题研究的目的：

2、以十六烷基三甲基澳化钱为模板剂、正硅酸乙酯为硅源合成介孔分子筛材料，并制备改性后的介孔分子筛然后对他们进行表征分析。本实验以材料吸附率为参考指标，采用单因素实验方法，考察了环境条件(如：时间、温度、pH、初始浓度)对所制备吸附材料吸附水中PFOS的影响。得出实验的最优条件。对回收后的吸附剂进行再生实验。目前，对于合成后模板剂的脱除主要的方法有高温灼烧和溶剂萃取。热处理对产物的结构影响较大，最常见的的影响是无机骨架的收缩，两步焙烧法对材料的结构和性质影响相对小些，具体过程就是低温分解模板剂，然后高温脱除。而吸附剂的吸附效果跟其性质

3、有关，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。孔径越大，比表面积越小，吸附能力差；而孔径太小，则不利于吸附质扩散，并对分子肓径较大的吸附质起位阻作用。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、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。本文以十

4、六烷基三甲基澳化较为模板剂、正硅酸乙酯为硅源在氨水介质中合成介孔材料，以期得到具有良好吸附去除水中有机物的介孔材料。介孔分子筛具有高的比表面积和规则有序的孔道结构，是催化剂的优良载体。有序介孔材料具有高的比表面积和吸附容量,是一种理想的吸附材料，在吸附分离中有着广泛的用途。当前，介孔材料的研究已成为国际上众多领域的一个研究热点，因此它的合成、结构的表征、表面和骨架的修饰等等更是研究的重点。吸附领域的应用，也必然决定要在控制孔径方面有所突破。介孔I古I体的研究结果已表明这类材料在吸附、催化、光、磁等领域极富潜在的应用前景。研究者们

5、正在设计、合成结构与尺寸更加合理的介孔材料，深入地研究它们的物理化学性质，进一步开发它们的功能和实际应用能力。本课题研究的意义科学界对于PFOS和PFOA的迁移和归趋尚未有一个明确的结论，但是工业废水则被认为是这两类污染物进入水体中的一个重要的点污染源。Prevedouros等人切通过估算指出全球约80%的PFCs排放是由氟聚合物的生产和使用所导致的。Hanse胪等人测定了美国某氟化工厂附近的河流中的PFOS和PFOA,发现该氟化工厂下游的河水中PFOA浓度比上游高出几十甚至上百倍，而PFOS浓度也有显著的上升。Tang1101

6、和Linl，4J等学者则分别对美国和台湾的某半导体工厂的光刻废水中的PFOS进行了测定，其浓度分别为1650mgL-1和12.566mgL-1,远远高于目前普通环境介质中所检测到的PFOS浓度。可以想象，这些含有高浓度PFCs的废水一旦进入到环境中，必将造成严重且长期的环境污染。更重要的是，由于PFCs的性质稳定，传统的氧化还原和生物处理技术很难有效地去除水中的PFOS和PFOAo因此，开发有效的去除技术从水体中，特别是从含有高浓度PFCs的相关工业废水中去除PFOS和PFOA,就显得格外的紧迫和重要。木研究正是基于国家自然科学

7、基金“典型全氟表面活性剂在水处理过程中的吸附特性及吸附机理研究”和“选择性去除水中微量全氟辛烷磺酸的吸附剂制备和吸附机理研究”两个项冃而开展的。二、文献综述作为一种人工合成的化合物，全氟化合物(PerfluorinatedCompounds,PFCs)的生产和使用己有超过50年的历史。PFCs对环境、生态和人类健康的影响日益受到国际社会的重视，它们也因此成为国内外科学研究领域的一个新的热点。其中，PFOS和PF0A是使用最为广泛且最具代表性的两类PFCsoPFOS和PF0A的分子结构中都同时含有疏水的碳氟长链和磺酸、竣酸等亲水基

8、团，因而具有非常优良的表面性能。PFOS曾被广泛用于灭火剂、感光材料表面处理剂、纺织品和皮革的整理剂、纸张的表面防污涂层、航空液压油、半导体行业的光阻剂和电镀行业的钻近年来，越来越多的研究还表明，PFOS和PF0A可能引起生物各层次的毒性效应,包括内分泌干扰性、