硅基介孔材料的制备及吸附处理苯酚废水的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文硅基介孔材料的制备及吸附处理苯酚废水的研究姓名：张晓辉申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：龚文琪20040501武汉理工大学硕士学位论文摘要随着环境污染问题的日益严重，尤其是水资源的短缺和污染，人们对环保f"7题也越来越关注和重视，对水质的要求也越来越高。但一些传统的水处理方法和工艺由于其本身存在的缺陷已经难以达到人们所需要的水质要求。本研究利用介孔材料本身所固有的比表面积大、吸附性能强等特殊结构特征，将之应用到吸附去除苯酚有机污染废水。在常压条件下采用水热反应法，以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂

2、，正硅酸乙酯为硅源，HCl为催化剂合成硅基介孔材料。并通过添加有机辅助剂TMB(1，3,5一三甲苯)以调节介孔材料的孔径大小和孔径尺寸分布。对添加TMB前后所合成的介孔材料采用XRD、IR、N2吸附等测试手段进行结构表征，结果表明：添加TMB前后的样品均具有规则的六方介孔相结构，但加入TMB后样品结构更规则、且孔径尺寸得以增大，材料的有序度得以提高。用所合成的介孔材料对苯酚废水进行吸附处理实验，研究在不同时间、不同浓度、不同温度、不同pH值条件下介孔材料对苯酚废水的吸附处理效果。通过煅烧前后的样品对苯酚废水的吸附实验表明：煅烧后

3、的介孔材料对苯酚废水均具有较高的吸附处理率，其中添加TMB后的样品比未加TMB样品的吸附率又有所增大，当TMB添加适量时(如3社样品)吸附率最高可达98％，其对应的最大的饱和吸附量可达313mg·g～。通过在不同的温度条件下介孔材料对苯酚废水的吸附实验研究发现：各样品对苯酚废水的吸附效率随着温度的升高而下降，这是因为当温度升高时，苯酚在水中的溶解度增加，水分子对它们的溶剂化效应影响了介孔氧化硅材料疏水基团与苯酚之间作用力的形成，造成平衡吸附量的降低。通过在不同的pH值条件下介孔材料对苯酚废水的吸附实验研究发现：各样品对苯酚废水的

4、吸附效率随着pH值的增大而下降，这是由于苯酚属弱酸性离子化合物，在一定的pH值范围内发生部分离子化，水溶液中存在着离子和非离子两种形态。当pH值降低时有利于苯酚的吸附。随着pH值的增加，苯酚电离增强，致使平衡吸附量大大降低。本研究尝试对吸附处理后的介孔材料用1％NaOH溶液进行再生实验，再生结果表明各样品的一次再生率都在95％以上，能满足再生要求。关键词：介孔材料，吸附，苯酚废水，再生——一．墼坚堡三查兰塑主兰堡堡壅Abstract．Witlltlleenvironmentpollutionbeingmoreandmorewor

5、st,especiallvthelackingandpollutionofwaterresource，moreattentionispaidtoenvironmentalprotectionissuesandwaterquality．It’shardforsomeIraditionalwatertreatmentwaysandprocessestoreachpeople’srequirementbecauseoftheirlimitation．Forthebigspecificareaandpowerfuladsorptionc

6、apabilityofmesoporousmaterials，itcanbeusedasadsorbenttotreatthephenol—containingwastewater．nlesilica—basedruesoporousmaterialsaresynthesizedundernormalatmospheric、vimCTABassurfactant,TEOSassilicasourceandlaydrochloricacidaSactivator,Theporesizesdistributionofruesopor

7、ousmaterialsareadjustedbyorganicassistantreagentTMB(1．3,5一threetolu01)，ThematerialsafterandbeforeTMBadditionarecharacterizedthrougllⅪ①，IRandN2adsorption．Theresultsshowthatthematerialshaveregularhexagonalmesoporousstructure．Butthestructureandporesizesaremoreregularand

8、biggerafterTMBisadded．Theadsorptioneffectsareresearchedindifferenttime．differentconcentration．differenttemperatureanddifferentpHval